भेड़ियों की मांसपेशियों की गतिविधि की जैव रसायन पढ़ें। मांसपेशियों के काम के दौरान शरीर में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की गतिशीलता। संकुचन, कंकाल की मांसपेशियों का सामान्य अवलोकन)

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परिचय

1. कंकाल की मांसपेशियां, मांसपेशी प्रोटीन और मांसपेशियों में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं

2. मार्शल आर्ट एथलीटों के शरीर में जैव रासायनिक परिवर्तन

4. खेलों में रिकवरी की समस्या

5. मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान मनुष्यों में चयापचय अवस्थाओं की विशेषताएं

6. मार्शल आर्ट में जैव रासायनिक नियंत्रण

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

आधुनिक खेल अभ्यास में जैव रसायन की भूमिका तेजी से बढ़ रही है। शारीरिक व्यायाम के दौरान मांसपेशियों की गतिविधि की जैव रसायन और चयापचय विनियमन के तंत्र के ज्ञान के बिना, प्रशिक्षण प्रक्रिया और इसके आगे के युक्तिकरण को प्रभावी ढंग से प्रबंधित करना असंभव है। किसी एथलीट की फिटनेस के स्तर का आकलन करने, अधिक भार और अधिक परिश्रम की पहचान करने और आहार के सही संगठन के लिए जैव रसायन का ज्ञान आवश्यक है। जैव रसायन के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक रासायनिक परिवर्तनों के गहन ज्ञान के आधार पर चयापचय को नियंत्रित करने के प्रभावी तरीके खोजना है, क्योंकि चयापचय की स्थिति सामान्यता और विकृति को निर्धारित करती है। एक जीवित जीव की वृद्धि और विकास, बाहरी प्रभावों का सामना करने की क्षमता और अस्तित्व की नई स्थितियों के लिए सक्रिय रूप से अनुकूलन करने की क्षमता चयापचय प्रक्रियाओं की प्रकृति और गति पर निर्भर करती है।

चयापचय में अनुकूली परिवर्तनों का अध्ययन हमें शारीरिक गतिविधि के लिए शरीर के अनुकूलन की विशेषताओं को बेहतर ढंग से समझने और शारीरिक प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए प्रभावी साधन और तरीके खोजने की अनुमति देता है।

लड़ाकू खेलों में, शारीरिक फिटनेस की समस्या को हमेशा सबसे महत्वपूर्ण में से एक माना गया है, जो खेल उपलब्धियों के स्तर को निर्धारित करता है।

प्रशिक्षण विधियों के निर्धारण के लिए सामान्य दृष्टिकोण अनुभवजन्य कानूनों पर आधारित है जो औपचारिक रूप से खेल प्रशिक्षण की घटनाओं का वर्णन करते हैं।

हालाँकि, भौतिक गुण स्वयं अपने आप अस्तित्व में नहीं रह सकते। वे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा मांसपेशियों को नियंत्रित करने के परिणामस्वरूप प्रकट होते हैं जो चयापचय ऊर्जा को अनुबंधित और बर्बाद करते हैं।

सैद्धांतिक दृष्टिकोण के लिए विश्व खेल जीव विज्ञान की उपलब्धियों को ध्यान में रखते हुए एथलीट के शरीर का एक मॉडल बनाने की आवश्यकता होती है। मानव शरीर के अंगों की कुछ कोशिकाओं में अनुकूलन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए, यह जानना आवश्यक है कि अंग की संरचना कैसे होती है, इसके कामकाज के तंत्र और अनुकूलन प्रक्रियाओं की लक्ष्य दिशा सुनिश्चित करने वाले कारक।

1. कंकाल की मांसपेशियां, मांसपेशी प्रोटीन और मांसपेशियों में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं

कंकाल की मांसपेशियों में बड़ी मात्रा में गैर-प्रोटीन पदार्थ होते हैं जो प्रोटीन अवक्षेपण के बाद आसानी से कुचली हुई मांसपेशियों से जलीय घोल में चले जाते हैं। एटीपी न केवल विभिन्न शारीरिक कार्यों (मांसपेशियों में संकुचन, तंत्रिका गतिविधि, तंत्रिका उत्तेजना का संचरण, स्राव प्रक्रियाओं आदि) के लिए ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत है, बल्कि शरीर में होने वाली प्लास्टिक प्रक्रियाओं (ऊतक प्रोटीन का निर्माण और नवीनीकरण, जैविक) के लिए भी ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत है। संश्लेषण)। जीवन के इन दो पहलुओं के बीच निरंतर प्रतिस्पर्धा है - शारीरिक कार्यों की ऊर्जा आपूर्ति और प्लास्टिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा आपूर्ति। किसी विशेष खेल का अभ्यास करते समय किसी एथलीट के शरीर में होने वाले जैव रासायनिक परिवर्तनों के लिए कुछ मानक मानदंड देना बेहद मुश्किल है। यहां तक ​​​​कि जब व्यक्तिगत व्यायाम अपने शुद्ध रूप में (एथलेटिक्स दौड़, स्केटिंग, स्कीइंग) करते हैं, तो विभिन्न एथलीटों के बीच चयापचय प्रक्रियाओं का कोर्स उनकी तंत्रिका गतिविधि के प्रकार, पर्यावरणीय प्रभावों आदि के आधार पर काफी भिन्न हो सकता है। कंकाल की मांसपेशियों में 75-80% होता है पानी और 20-25% शुष्क पदार्थ। सूखे अवशेषों का 85% प्रोटीन है; शेष 15% विभिन्न नाइट्रोजन युक्त और नाइट्रोजन मुक्त अर्क, फॉस्फोरस यौगिकों, लिपोइड्स और खनिज लवणों से बना है। मांसपेशी प्रोटीन. सार्कोप्लाज्मिक प्रोटीन सभी मांसपेशी प्रोटीन का 30% तक बनाते हैं।

मांसपेशी फ़ाइब्रिल प्रोटीन सभी मांसपेशी प्रोटीन का लगभग 40% बनाते हैं। मांसपेशी तंतुओं के प्रोटीन में मुख्य रूप से दो प्रमुख प्रोटीन शामिल होते हैं - मायोसिन और एक्टिन। मायोसिन एक ग्लोब्युलिन-प्रकार का प्रोटीन है जिसका आणविक भार लगभग 420,000 है। इसमें बहुत सारा ग्लूटामिक एसिड, लाइसिन और ल्यूसीन होता है। इसके अलावा, अन्य अमीनो एसिड के साथ, इसमें सिस्टीन होता है, और इसलिए इसमें मुक्त समूह होते हैं - एसएच। मायोसिन "डिस्क ए" के मोटे तंतुओं में मांसपेशियों के तंतुओं में स्थित होता है, और अव्यवस्थित रूप से नहीं, बल्कि सख्ती से व्यवस्थित होता है। मायोसिन अणुओं में एक फिलामेंटस (फाइब्रिलर) संरचना होती है। हक्सले के अनुसार इनकी लम्बाई लगभग 1500 A, मोटाई लगभग 20 A है। उनके एक सिरे पर गाढ़ापन (40 ए) होता है। इसके अणुओं के ये सिरे "एम ज़ोन" से दोनों दिशाओं में निर्देशित होते हैं और मोटे तंतुओं की प्रक्रियाओं की क्लब के आकार की मोटाई बनाते हैं। मायोसिन संकुचनशील परिसर का एक आवश्यक घटक है और साथ ही इसमें एंजाइमैटिक (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) गतिविधि होती है, जो एडीपी और ऑर्थोफॉस्फेट में एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) के टूटने को उत्प्रेरित करती है। एक्टिन का आणविक भार मायोसिन (75,000) की तुलना में बहुत कम होता है और यह दो रूपों में मौजूद हो सकता है - गोलाकार (जी-एक्टिन) और फाइब्रिलर (एफ-एक्टिन), जो एक दूसरे में बदलने में सक्षम हैं। पहले के अणुओं का आकार गोल होता है; दूसरा अणु, जो जी-एक्टिन का एक बहुलक (कई अणुओं का संयोजन) है, फिलामेंटस है। जी-एक्टिन की चिपचिपाहट कम होती है, एफ-एक्टिन की चिपचिपाहट अधिक होती है। एक्टिन के एक रूप से दूसरे में संक्रमण कई आयनों द्वारा सुगम होता है, विशेष रूप से K+ और Mg++ द्वारा। मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, जी-एक्टिन एफ-एक्टिन में बदल जाता है। उत्तरार्द्ध आसानी से मायोसिन के साथ मिलकर एक्टोमीओसिन नामक कॉम्प्लेक्स बनाता है और मांसपेशियों का एक सिकुड़ा हुआ सब्सट्रेट है, जो यांत्रिक कार्य करने में सक्षम है। मांसपेशियों के तंतुओं में, एक्टिन "जे डिस्क" के पतले फिलामेंट्स में स्थित होता है, जो "ए डिस्क" के ऊपरी और निचले तिहाई तक फैला होता है, जहां एक्टिन पतले और मोटे फिलामेंट्स की प्रक्रियाओं के बीच संपर्क के माध्यम से मायोसिन से जुड़ा होता है। मायोसिन और एक्टिन के अलावा, मायोफिब्रिल्स में कुछ अन्य प्रोटीन भी पाए गए, विशेष रूप से पानी में घुलनशील प्रोटीन ट्रोपोमायोसिन, जो विशेष रूप से चिकनी मांसपेशियों और भ्रूण की मांसपेशियों में प्रचुर मात्रा में होता है। तंतुओं में अन्य पानी में घुलनशील प्रोटीन भी होते हैं जिनमें एंजाइमेटिक गतिविधि होती है ”(एडेनिलिक एसिड डेमिनमिनस, आदि)। माइटोकॉन्ड्रिया और राइबोसोम के प्रोटीन मुख्य रूप से एंजाइम प्रोटीन होते हैं। विशेष रूप से, माइटोकॉन्ड्रिया में एरोबिक ऑक्सीकरण और श्वसन फॉस्फोराइलेशन के एंजाइम होते हैं, और राइबोसोम में प्रोटीन-बाउंड आरआरएनए होते हैं। मांसपेशी फाइबर नाभिक के प्रोटीन न्यूक्लियोप्रोटीन होते हैं जिनके अणुओं में डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड होते हैं।

मांसपेशी फाइबर स्ट्रोमा के प्रोटीन, सभी मांसपेशी प्रोटीन का लगभग 20% बनाते हैं। स्ट्रोमल प्रोटीन से, जिसका नाम A.Ya है। डेनिलेव्स्की मायोस्ट्रोमिन्स ने सरकोलेममा का निर्माण किया और, जाहिर तौर पर, "जेड डिस्क" को सरकोलेममा से पतले एक्टिन फिलामेंट्स को जोड़ा। यह संभव है कि "जे डिस्क" के पतले फिलामेंट्स में एक्टिन के साथ मायोस्ट्रोमिन भी मौजूद हों। एटीपी न केवल विभिन्न शारीरिक कार्यों (मांसपेशियों में संकुचन, तंत्रिका गतिविधि, तंत्रिका उत्तेजना का संचरण, स्राव प्रक्रियाओं आदि) के लिए ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत है, बल्कि शरीर में होने वाली प्लास्टिक प्रक्रियाओं (ऊतक प्रोटीन का निर्माण और नवीनीकरण, जैविक) के लिए भी ऊर्जा का प्रत्यक्ष स्रोत है। संश्लेषण)। जीवन के इन दो पहलुओं के बीच निरंतर प्रतिस्पर्धा है - शारीरिक कार्यों की ऊर्जा आपूर्ति और प्लास्टिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा आपूर्ति। विशिष्ट कार्यात्मक गतिविधि में वृद्धि हमेशा एटीपी खपत में वृद्धि के साथ होती है और परिणामस्वरूप, जैविक संश्लेषण के लिए इसका उपयोग करने की संभावना में कमी आती है। जैसा कि ज्ञात है, मांसपेशियों सहित शरीर के ऊतकों में, उनके प्रोटीन का लगातार नवीनीकरण होता रहता है, लेकिन टूटने और संश्लेषण की प्रक्रियाएं सख्ती से संतुलित होती हैं और प्रोटीन सामग्री का स्तर स्थिर रहता है। मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, प्रोटीन नवीकरण बाधित होता है, और जितना अधिक, मांसपेशियों में एटीपी सामग्री उतनी ही कम हो जाती है। नतीजतन, अधिकतम और सबमैक्सिमल तीव्रता के व्यायाम के दौरान, जब एटीपी पुनर्संश्लेषण मुख्य रूप से अवायवीय रूप से और कम से कम पूरी तरह से होता है, तो प्रोटीन नवीकरण औसत और मध्यम तीव्रता के काम की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण रूप से बाधित होगा, जब श्वसन फॉस्फोराइलेशन की ऊर्जावान रूप से अत्यधिक कुशल प्रक्रियाएं प्रबल होती हैं। प्रोटीन नवीनीकरण का अवरोध एटीपी की कमी का परिणाम है, जो टूटने की प्रक्रिया और (विशेष रूप से) उनके संश्लेषण की प्रक्रिया दोनों के लिए आवश्यक है। इसलिए, तीव्र मांसपेशी गतिविधि के दौरान, प्रोटीन के टूटने और संश्लेषण के बीच संतुलन गड़बड़ा जाता है, जिसमें प्रोटीन बाद वाले पर हावी होता है। मांसपेशियों में प्रोटीन की मात्रा थोड़ी कम हो जाती है, और गैर-प्रोटीन प्रकृति के पॉलीपेप्टाइड्स और नाइट्रोजन युक्त पदार्थों की सामग्री बढ़ जाती है। इनमें से कुछ पदार्थ, साथ ही कुछ कम आणविक प्रोटीन, मांसपेशियों को रक्त में छोड़ देते हैं, जहां प्रोटीन और गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन की मात्रा तदनुसार बढ़ जाती है। ऐसे में पेशाब में प्रोटीन भी आ सकता है। उच्च तीव्रता वाले शक्ति अभ्यासों के दौरान ये सभी परिवर्तन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। तीव्र मांसपेशियों की गतिविधि के साथ, एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड के एक हिस्से के डीमिनेशन के परिणामस्वरूप अमोनिया का निर्माण भी बढ़ जाता है, जिसके पास एटीपी में पुन: संश्लेषित होने का समय नहीं होता है, साथ ही ग्लूटामाइन से अमोनिया के दरार के कारण, जो कि बढ़ाया जाता है मांसपेशियों में अकार्बनिक फॉस्फेट की बढ़ी हुई सामग्री का प्रभाव, एंजाइम ग्लूटामिनेज़ को सक्रिय करता है। मांसपेशियों और रक्त में अमोनिया की मात्रा बढ़ जाती है। परिणामी अमोनिया का उन्मूलन मुख्य रूप से दो तरीकों से हो सकता है: ग्लूटामाइन बनाने के लिए ग्लूटामिक एसिड के साथ अमोनिया का बंधन या यूरिया का निर्माण। हालाँकि, इन दोनों प्रक्रियाओं में एटीपी की भागीदारी की आवश्यकता होती है और इसलिए (इसकी सामग्री में कमी के कारण) तीव्र मांसपेशी गतिविधि के दौरान कठिनाइयों का अनुभव होता है। मध्यम और मध्यम तीव्रता की मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, जब श्वसन फॉस्फोराइलेशन के कारण एटीपी पुनर्संश्लेषण होता है, तो अमोनिया का उन्मूलन काफी बढ़ जाता है। रक्त और ऊतकों में इसकी मात्रा कम हो जाती है और ग्लूटामाइन और यूरिया का निर्माण बढ़ जाता है। अधिकतम और सबमैक्सिमल तीव्रता की मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान एटीपी की कमी के कारण, कई अन्य जैविक संश्लेषण भी बाधित होते हैं। विशेष रूप से, मोटर तंत्रिका अंत में एसिटाइलकोलाइन का संश्लेषण, जो मांसपेशियों में तंत्रिका उत्तेजना के संचरण को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है।

2. मार्शल कलाकारों के शरीर में जैव रासायनिक परिवर्तन

जैसा कि ज्ञात है, शरीर की ऊर्जा ज़रूरतें (कामकाजी मांसपेशियां) दो मुख्य तरीकों से संतुष्ट होती हैं - एनारोबिक और एरोबिक। ऊर्जा उत्पादन के इन दोनों मार्गों का अनुपात अलग-अलग अभ्यासों में भिन्न-भिन्न होता है। कोई भी व्यायाम करते समय, तीनों ऊर्जा प्रणालियाँ व्यावहारिक रूप से काम करती हैं: एनारोबिक फॉस्फेगन (एलेक्टेट) और लैक्टिक एसिड (ग्लाइकोलाइटिक) और एरोबिक (ऑक्सीजन, ऑक्सीडेटिव) उनकी क्रिया के "ज़ोन" आंशिक रूप से ओवरलैप होते हैं। इसलिए, प्रत्येक ऊर्जा प्रणाली के "शुद्ध" योगदान को अलग करना मुश्किल है, खासकर जब अपेक्षाकृत कम अधिकतम अवधि के लिए संचालन किया जाता है, इस संबंध में, ऊर्जा शक्ति (क्रिया का क्षेत्र) के संदर्भ में "पड़ोसी" प्रणाली होती है अक्सर जोड़े में संयोजित होते हैं, फ़ॉस्फ़ेगन लैक्टैसिड के साथ, लैक्टैसिड ऑक्सीजन के साथ। जिस प्रणाली का ऊर्जा योगदान अधिक होता है उसे पहले दर्शाया जाता है। अवायवीय और एरोबिक ऊर्जा प्रणालियों पर सापेक्ष भार के अनुसार, सभी व्यायामों को अवायवीय और एरोबिक में विभाजित किया जा सकता है। पहला - एनारोबिक की प्रबलता के साथ, दूसरा - ऊर्जा उत्पादन का एरोबिक घटक, एनारोबिक व्यायाम करते समय प्रमुख गुण शक्ति (गति-शक्ति क्षमताएं) है, एरोबिक व्यायाम करते समय - धीरज। विभिन्न ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों का अनुपात काफी हद तक विभिन्न शारीरिक प्रणालियों की गतिविधि में परिवर्तन की प्रकृति और डिग्री को निर्धारित करता है जो विभिन्न अभ्यासों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है।

अवायवीय व्यायाम के तीन समूह हैं: - अधिकतम अवायवीय शक्ति (अवायवीय शक्ति); - अधिकतम अवायवीय शक्ति के निकट; - सबमैक्सिमल एनारोबिक पावर (एनारोबिक-एरोबिक पावर)। अधिकतम अवायवीय शक्ति (एनारोबिक शक्ति) वाले व्यायाम काम करने वाली मांसपेशियों को ऊर्जा की आपूर्ति करने की लगभग विशेष रूप से अवायवीय विधि वाले व्यायाम हैं: कुल ऊर्जा उत्पादन में अवायवीय घटक 90 से 100% तक होता है। यह मुख्य रूप से लैक्टिक एसिड (ग्लाइकोलाइटिक) प्रणाली की कुछ भागीदारी के साथ फॉस्फेगन ऊर्जा प्रणाली (एटीपी + सीपी) द्वारा प्रदान किया जाता है। दौड़ के दौरान उत्कृष्ट एथलीटों द्वारा विकसित रिकॉर्ड अधिकतम अवायवीय शक्ति 120 किलो कैलोरी/मिनट तक पहुँच जाती है। ऐसे अभ्यासों की संभावित अधिकतम अवधि कुछ सेकंड है। काम के दौरान वनस्पति प्रणालियों की गतिविधि को मजबूत करना धीरे-धीरे होता है। अवायवीय व्यायामों की छोटी अवधि के कारण, उनके निष्पादन के दौरान रक्त परिसंचरण और श्वसन के कार्यों को अपने संभावित अधिकतम तक पहुंचने का समय नहीं मिलता है। अधिकतम अवायवीय व्यायाम के दौरान, एथलीट या तो बिल्कुल भी सांस नहीं लेता है या केवल कुछ सांस लेने के चक्र ही पूरा कर पाता है। तदनुसार, "औसत" फुफ्फुसीय वेंटिलेशन अधिकतम के 20-30% से अधिक नहीं होता है। हृदय गति शुरू होने से पहले ही बढ़ जाती है (140-150 बीट्स/मिनट तक) और व्यायाम के दौरान बढ़ती रहती है, समाप्ति के तुरंत बाद अपने उच्चतम मूल्य तक पहुँच जाती है - अधिकतम 80-90% (160-180 बीट्स/मिनट)।

चूंकि इन अभ्यासों का ऊर्जा आधार अवायवीय प्रक्रियाएं हैं, इसलिए कार्डियो-श्वसन (ऑक्सीजन परिवहन) प्रणाली की गतिविधि को मजबूत करने का अभ्यास की ऊर्जा आपूर्ति के लिए व्यावहारिक रूप से कोई महत्व नहीं है। काम के दौरान रक्त में लैक्टेट की सांद्रता बहुत कम बदलती है, हालांकि कामकाजी मांसपेशियों में यह काम के अंत में 10 mmol/kg या इससे भी अधिक तक पहुंच सकती है। रक्त में लैक्टेट सांद्रता काम बंद करने के बाद कई मिनट तक बढ़ती रहती है और अधिकतम 5-8 mmol/l तक पहुंच जाती है। अवायवीय व्यायाम करने से पहले रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता थोड़ी बढ़ जाती है। उनके कार्यान्वयन से पहले और परिणामस्वरूप, रक्त में कैटेकोलामाइन (एड्रेनालाईन और नॉरपेनेफ्रिन) और वृद्धि हार्मोन की एकाग्रता बहुत महत्वपूर्ण रूप से बढ़ जाती है, लेकिन इंसुलिन की एकाग्रता थोड़ी कम हो जाती है; ग्लूकागन और कोर्टिसोल सांद्रता में उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं होता है। प्रमुख शारीरिक प्रणालियाँ और तंत्र जो इन अभ्यासों में खेल के परिणाम निर्धारित करते हैं, वे हैं मांसपेशियों की गतिविधि का केंद्रीय तंत्रिका विनियमन (महान मांसपेशी शक्ति की अभिव्यक्ति के साथ आंदोलनों का समन्वय), न्यूरोमस्कुलर प्रणाली के कार्यात्मक गुण (गति-शक्ति), क्षमता और कामकाजी मांसपेशियों की फॉस्फेगन ऊर्जा प्रणाली की शक्ति।

अधिकतम अवायवीय शक्ति (मिश्रित अवायवीय शक्ति) के करीब वाले व्यायाम कामकाजी मांसपेशियों को मुख्य रूप से अवायवीय ऊर्जा आपूर्ति वाले व्यायाम हैं। कुल ऊर्जा उत्पादन में अवायवीय घटक 75-85% है - आंशिक रूप से फ़ॉस्फ़ेगन के कारण और, अधिक हद तक, लैक्टिक एसिड (ग्लाइकोलाइटिक) ऊर्जा प्रणालियों के कारण। उत्कृष्ट एथलीटों के लिए ऐसे अभ्यासों की संभावित अधिकतम अवधि 20 से 50 सेकंड तक होती है। इन अभ्यासों के लिए ऊर्जा प्रदान करने के लिए, ऑक्सीजन परिवहन प्रणाली की गतिविधि में उल्लेखनीय वृद्धि पहले से ही एक निश्चित ऊर्जावान भूमिका निभाती है, और व्यायाम जितना अधिक लंबा होगा।

अभ्यास के दौरान, फुफ्फुसीय वेंटिलेशन तेजी से बढ़ता है, ताकि व्यायाम के अंत तक, जो लगभग 1 मिनट तक चलता है, यह किसी दिए गए एथलीट के लिए अधिकतम कामकाजी वेंटिलेशन (60-80 एल/मिनट) के 50-60% तक पहुंच सकता है। व्यायाम के बाद रक्त में लैक्टेट की सांद्रता बहुत अधिक होती है - योग्य एथलीटों में 15 mmol/l तक। रक्त में लैक्टेट का संचय कार्यशील मांसपेशियों में इसके गठन की बहुत उच्च दर (तीव्र अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप) से जुड़ा हुआ है। आराम की स्थिति (100-120 मिलीग्राम% तक) की तुलना में रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता थोड़ी बढ़ जाती है। रक्त में हार्मोनल परिवर्तन उन परिवर्तनों के समान होते हैं जो अधिकतम अवायवीय शक्ति व्यायाम के दौरान होते हैं।

प्रमुख शारीरिक प्रणालियाँ और तंत्र जो अधिकतम अवायवीय शक्ति के निकट अभ्यासों में एथलेटिक प्रदर्शन निर्धारित करते हैं, पिछले समूह के अभ्यासों के समान हैं, और, इसके अलावा, काम करने वाली मांसपेशियों की लैक्टिक एसिड (ग्लाइकोलाइटिक) ऊर्जा प्रणाली की शक्ति भी हैं। सबमैक्सिमल एनारोबिक पावर (एनारोबिक-एरोबिक पावर) के व्यायाम कामकाजी मांसपेशियों को ऊर्जा आपूर्ति के एनारोबिक घटक की प्रबलता वाले व्यायाम हैं। शरीर के कुल ऊर्जा उत्पादन में, यह 60-70% तक पहुँच जाता है और मुख्य रूप से लैक्टिक एसिड (ग्लाइकोलाइटिक) ऊर्जा प्रणाली द्वारा प्रदान किया जाता है। इन अभ्यासों के लिए ऊर्जा आपूर्ति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ऑक्सीजन (ऑक्सीडेटिव, एरोबिक) ऊर्जा प्रणाली से संबंधित है। उत्कृष्ट एथलीटों के लिए प्रतिस्पर्धी अभ्यास की संभावित अधिकतम अवधि 1 से 2 मिनट तक है। इन अभ्यासों की शक्ति और अधिकतम अवधि ऐसी है कि उनके कार्यान्वयन की प्रक्रिया में प्रदर्शन संकेतक। ऑक्सीजन परिवहन प्रणाली (हृदय गति, कार्डियक आउटपुट, पीवी, O2 खपत दर) किसी दिए गए एथलीट के लिए अधिकतम मूल्यों के करीब या यहां तक ​​​​कि पहुंच सकती है। व्यायाम जितना लंबा होगा, फिनिश लाइन पर ये संकेतक उतने ही अधिक होंगे और व्यायाम के दौरान एरोबिक ऊर्जा उत्पादन का अनुपात उतना ही अधिक होगा। इन अभ्यासों के बाद, काम करने वाली मांसपेशियों और रक्त में बहुत अधिक लैक्टेट सांद्रता दर्ज की जाती है - 20-25 mmol/l तक। इस प्रकार, मार्शल आर्ट एथलीटों का प्रशिक्षण और प्रतिस्पर्धी गतिविधि एथलीटों की मांसपेशियों के लगभग अधिकतम भार पर होती है। इसी समय, शरीर में होने वाली ऊर्जा प्रक्रियाओं की विशेषता इस तथ्य से होती है कि, अवायवीय व्यायामों की छोटी अवधि के कारण, उनके निष्पादन के दौरान रक्त परिसंचरण और श्वसन के कार्यों को संभावित अधिकतम तक पहुंचने का समय नहीं मिलता है। अधिकतम अवायवीय व्यायाम के दौरान, एथलीट या तो बिल्कुल भी सांस नहीं लेता है या केवल कुछ सांस लेने के चक्र ही पूरा कर पाता है। तदनुसार, "औसत" फुफ्फुसीय वेंटिलेशन अधिकतम के 20-30% से अधिक नहीं होता है।

एक व्यक्ति शारीरिक व्यायाम करता है और न्यूरोमस्कुलर सिस्टम का उपयोग करके ऊर्जा खर्च करता है। न्यूरोमस्कुलर सिस्टम मोटर इकाइयों का एक संग्रह है। प्रत्येक मोटर इकाई में एक मोटर न्यूरॉन, एक अक्षतंतु और मांसपेशी फाइबर का एक सेट शामिल होता है। मनुष्यों में एमयू की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। किसी मांसपेशी में एमवी की मात्रा संभव है और प्रशिक्षण के दौरान इसे बदला जा सकता है, लेकिन 5% से अधिक नहीं। इसलिए, मांसपेशियों की कार्यक्षमता के विकास में इस कारक का कोई व्यावहारिक महत्व नहीं है। सीएफ के अंदर, कई अंगों की हाइपरप्लासिया (तत्वों की संख्या में वृद्धि) होती है: मायोफाइब्रिल्स, माइटोकॉन्ड्रिया, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम (एसआरआर), ग्लाइकोजन ग्लोब्यूल्स, मायोग्लोबिन, राइबोसोम, डीएनए, आदि। सीएफ की सेवा करने वाली केशिकाओं की संख्या भी बदल जाती है। मायोफाइब्रिल मांसपेशी फाइबर (कोशिका) का एक विशेष अंग है। सभी जानवरों में इसका क्रॉस-सेक्शन लगभग समान होता है। इसमें श्रृंखला में जुड़े सर्कोमेर्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स शामिल होते हैं। एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के बीच पुल बन सकते हैं, और एटीपी में निहित ऊर्जा के व्यय के साथ, पुल घूम सकते हैं, यानी। मायोफाइब्रिल संकुचन, मांसपेशी फाइबर संकुचन, मांसपेशी संकुचन। पुल सार्कोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों और एटीपी अणुओं की उपस्थिति में बनते हैं। मांसपेशी फाइबर में मायोफाइब्रिल्स की संख्या में वृद्धि से इसकी ताकत, संकुचन गति और आकार में वृद्धि होती है। मायोफाइब्रिल्स की वृद्धि के साथ-साथ, मायोफाइब्रिल्स की सेवा करने वाले अन्य अंग भी बढ़ते हैं, उदाहरण के लिए, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम। सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम आंतरिक झिल्लियों का एक नेटवर्क है जो पुटिकाओं, नलिकाओं और कुंडों का निर्माण करता है। एमवी में, एसपीआर टैंक बनाता है; इन टैंकों में कैल्शियम आयन (सीए) जमा होते हैं। यह माना जाता है कि ग्लाइकोलाइटिक एंजाइम एसपीआर झिल्ली से जुड़े होते हैं, इसलिए, जब ऑक्सीजन की पहुंच बंद हो जाती है, तो चैनलों में महत्वपूर्ण सूजन हो जाती है। यह घटना हाइड्रोजन आयनों (एच) के संचय से जुड़ी है, जो प्रोटीन संरचनाओं के आंशिक विनाश (विकृतीकरण) और प्रोटीन अणुओं के कणों में पानी के जुड़ने का कारण बनती है। मांसपेशियों के संकुचन के तंत्र के लिए, सार्कोप्लाज्म से सीए को बाहर निकालने की दर मौलिक महत्व की है, क्योंकि यह मांसपेशियों में छूट की प्रक्रिया को सुनिश्चित करती है। सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम पंप एसपीआर झिल्ली में निर्मित होते हैं, इसलिए यह माना जा सकता है कि मायोफिब्रिल्स के द्रव्यमान के संबंध में एसपीआर झिल्ली की सतह में वृद्धि से एमवी विश्राम की दर में वृद्धि होनी चाहिए।

नतीजतन, मांसपेशियों के विश्राम की अधिकतम दर या गति में वृद्धि (मांसपेशियों के विद्युत सक्रियण के अंत से लेकर उसमें यांत्रिक तनाव शून्य तक कम होने तक का समय अंतराल) एसपीआर की झिल्लियों में सापेक्ष वृद्धि का संकेत देना चाहिए। अधिकतम गति बनाए रखना एटीपी, केआरएफ के एमवी, मायोफिब्रिलर माइटोकॉन्ड्रिया के द्रव्यमान, सार्कोप्लास्मिक माइटोकॉन्ड्रिया के द्रव्यमान, ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों के द्रव्यमान और मांसपेशी फाइबर और रक्त की सामग्री की बफर क्षमता द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।

ये सभी कारक मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा आपूर्ति की प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं, हालांकि, अधिकतम गति बनाए रखने की क्षमता मुख्य रूप से एसपीआर के माइटोकॉन्ड्रिया पर निर्भर होनी चाहिए। ऑक्सीडेटिव एमवी या, दूसरे शब्दों में, मांसपेशियों की एरोबिक क्षमता की मात्रा बढ़ाने से, अधिकतम शक्ति पर व्यायाम की अवधि बढ़ जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि ग्लाइकोलाइसिस के दौरान सीआरएफ की एकाग्रता को बनाए रखने से एमवी का अम्लीकरण होता है, मायोसिन हेड के सक्रिय केंद्रों पर सीए आयनों के साथ एच आयनों की प्रतिस्पर्धा के कारण एटीपी खपत प्रक्रियाओं का निषेध होता है। इसलिए, मांसपेशियों में एरोबिक प्रक्रियाओं की प्रबलता के साथ, सीआरएफ की एकाग्रता को बनाए रखने की प्रक्रिया, व्यायाम करते समय अधिक से अधिक प्रभावी हो जाती है। यह भी महत्वपूर्ण है कि माइटोकॉन्ड्रिया सक्रिय रूप से हाइड्रोजन आयनों को अवशोषित करता है, इसलिए, अल्पकालिक चरम व्यायाम (10-30 सेकंड) करते समय, उनकी भूमिका बफरिंग सेल अम्लीकरण तक सीमित होती है। इस प्रकार, कोशिका के जीवन के दौरान ऊर्जा चयापचय के आधार पर, एथलीट की प्रत्येक कोशिका के काम के माध्यम से मांसपेशियों के काम के लिए अनुकूलन किया जाता है। इस प्रक्रिया का आधार हाइड्रोजन और कैल्शियम आयनों की परस्पर क्रिया के दौरान एटीपी की खपत है।

लड़ाई के मनोरंजन मूल्य में वृद्धि से लड़ाई की गतिविधि में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ-साथ प्रदर्शन की जाने वाली तकनीकी क्रियाओं की संख्या में भी वृद्धि होती है। इसे ध्यान में रखते हुए, इस तथ्य से संबंधित एक वास्तविक समस्या उत्पन्न होती है कि प्रगतिशील शारीरिक थकान की पृष्ठभूमि के खिलाफ प्रतिस्पर्धी मैच की बढ़ती तीव्रता के साथ, एथलीट के मोटर कौशल का अस्थायी स्वचालन होगा।

खेल अभ्यास में, यह आमतौर पर उच्च तीव्रता के साथ आयोजित प्रतिस्पर्धी मैच के दूसरे भाग में प्रकट होता है। इस मामले में (विशेषकर यदि एथलीट के पास विशेष सहनशक्ति का उच्च स्तर नहीं है), रक्त पीएच में महत्वपूर्ण परिवर्तन देखे जाते हैं (7.0 पारंपरिक इकाइयों से नीचे), जो ऐसी तीव्रता के काम के लिए एथलीट की बेहद प्रतिकूल प्रतिक्रिया को इंगित करता है। यह ज्ञात है कि, उदाहरण के लिए, बैकबेंड थ्रो करते समय एक पहलवान के मोटर कौशल की लयबद्ध संरचना का एक स्थिर व्यवधान 7.2 आर्ब से नीचे रक्त पीएच मान पर शारीरिक थकान के स्तर से शुरू होता है। इकाइयां

इस संबंध में, मार्शल कलाकारों के मोटर कौशल की स्थिरता को बढ़ाने के दो संभावित तरीके हैं: ए) विशेष सहनशक्ति के स्तर को इस हद तक बढ़ाएं कि वे स्पष्ट शारीरिक थकान (प्रतिक्रिया) के बिना किसी भी तीव्रता की लड़ाई कर सकें लोड को 7.2 पारंपरिक इकाइयों के बराबर पीएच मान से नीचे अम्लीय बदलाव नहीं करना चाहिए); बी) 6.9 पारंपरिक मूल्यों तक पहुंचने वाले रक्त पीएच मान पर अत्यधिक शारीरिक गतिविधि की किसी भी चरम स्थिति में मोटर कौशल की स्थिर अभिव्यक्ति सुनिश्चित करें। इकाइयां पहली दिशा के ढांचे के भीतर, काफी बड़ी संख्या में विशेष अध्ययन किए गए हैं, जिन्होंने मार्शल आर्ट एथलीटों में विशेष सहनशक्ति के त्वरित प्रशिक्षण की समस्या को हल करने के वास्तविक तरीकों और संभावनाओं को निर्धारित किया है। दूसरी समस्या पर, आज तक कोई वास्तविक, व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण विकास नहीं हुआ है।

4. खेलों में पुनर्प्राप्ति की समस्या

प्रशिक्षण प्रक्रिया को तेज करने और खेल प्रदर्शन को और बढ़ाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण शर्तों में से एक पुनर्स्थापनात्मक साधनों का व्यापक और व्यवस्थित उपयोग है। अत्यधिक और लगभग अधिकतम शारीरिक और मानसिक तनाव के दौरान तर्कसंगत पुनर्प्राप्ति का विशेष महत्व है - आधुनिक खेलों में प्रशिक्षण और प्रतियोगिताओं के अनिवार्य उपग्रह। जाहिर है, पुनर्स्थापनात्मक साधनों की एक प्रणाली का उपयोग खेल गतिविधि की स्थितियों में बहाली की प्रक्रियाओं को स्पष्ट रूप से वर्गीकृत करना आवश्यक बनाता है।

खेल गतिविधि की प्रकृति, प्रशिक्षण की मात्रा और तीव्रता और प्रतिस्पर्धी भार और सामान्य व्यवस्था द्वारा निर्धारित पुनर्प्राप्ति परिवर्तनों की विशिष्टता, प्रदर्शन को बहाल करने के उद्देश्य से विशिष्ट उपायों को निर्धारित करती है। एन.आई. वोल्कोव एथलीटों में निम्नलिखित प्रकार की रिकवरी की पहचान करते हैं: वर्तमान (काम के दौरान अवलोकन), अत्यावश्यक (भार समाप्त होने के बाद) और विलंबित (काम पूरा होने के बाद कई घंटों तक), साथ ही क्रोनिक ओवरएक्सर्टन के बाद (तथाकथित) तनाव से उबरना)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सूचीबद्ध प्रतिक्रियाएं सामान्य जीवन स्थितियों के तहत ऊर्जा खपत के कारण आवधिक पुनर्प्राप्ति की पृष्ठभूमि के खिलाफ की जाती हैं।

इसका चरित्र काफी हद तक शरीर की कार्यात्मक स्थिति से निर्धारित होता है। पुनर्प्राप्ति साधनों के तर्कसंगत उपयोग को व्यवस्थित करने के लिए खेल गतिविधि की स्थितियों में पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं की गतिशीलता की स्पष्ट समझ आवश्यक है। इस प्रकार, चल रही पुनर्प्राप्ति की प्रक्रिया में विकसित होने वाले कार्यात्मक परिवर्तनों का उद्देश्य मांसपेशियों की गतिविधि की प्रक्रिया में जैविक ऊर्जा की बढ़ती खपत की भरपाई के लिए शरीर की बढ़ी हुई ऊर्जा आवश्यकताओं को प्रदान करना है। ऊर्जा लागत की बहाली में चयापचय परिवर्तन एक केंद्रीय स्थान रखते हैं।

शरीर के ऊर्जा व्यय और काम के दौरान इसकी बहाली का अनुपात शारीरिक गतिविधि को 3 श्रेणियों में विभाजित करना संभव बनाता है: 1) भार जिस पर काम के लिए एरोबिक समर्थन पर्याप्त है; 2) भार जिसमें काम के एरोबिक समर्थन के साथ-साथ अवायवीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग किया जाता है, लेकिन काम करने वाली मांसपेशियों को ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ाने की सीमा अभी तक पार नहीं हुई है; 3) वह भार जिस पर ऊर्जा की आवश्यकता वर्तमान पुनर्प्राप्ति की क्षमताओं से अधिक होती है, जो तेजी से विकसित होने वाली थकान के साथ होती है। कुछ खेलों में, पुनर्वास उपायों की प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए, न्यूरोमस्कुलर प्रणाली के विभिन्न संकेतकों का विश्लेषण करने और मनोवैज्ञानिक परीक्षणों का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। उच्च श्रेणी के एथलीटों के साथ काम करने के अभ्यास में उपकरणों और विधियों के व्यापक सेट का उपयोग करके गहन परीक्षाओं का उपयोग हमें पिछले पुनर्वास उपायों की प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने और बाद के उपायों की रणनीति निर्धारित करने की अनुमति देता है। पुनर्प्राप्ति परीक्षण के लिए साप्ताहिक या मासिक प्रशिक्षण चक्रों में चरणबद्ध परीक्षाओं की आवश्यकता होती है। इन परीक्षाओं और अनुसंधान विधियों की आवृत्ति खेल के प्रकार, किसी दिए गए प्रशिक्षण अवधि के भार की प्रकृति, उपयोग किए गए पुनर्स्थापनात्मक साधनों और एथलीट की व्यक्तिगत विशेषताओं के आधार पर डॉक्टर और कोच द्वारा निर्धारित की जाती है।

5 . मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान मनुष्यों में चयापचय अवस्थाओं की विशेषताएं

मानव शरीर में चयापचय की स्थिति बड़ी संख्या में परिवर्तनशील होती है। तीव्र मांसपेशीय गतिविधि की स्थितियों में, सबसे महत्वपूर्ण कारक जिस पर शरीर की चयापचय स्थिति निर्भर करती है, वह है ऊर्जा चयापचय के क्षेत्र में अनुप्रयोग। मांसपेशियों के काम के दौरान मनुष्यों में चयापचय की स्थिति को मापने के लिए, तीन प्रकार के मानदंडों का उपयोग करने का प्रस्ताव है: ए) शक्ति मानदंड, एरोबिक और एनारोबिक प्रक्रियाओं में ऊर्जा रूपांतरण की दर को दर्शाता है; बी) शरीर के ऊर्जा भंडार या काम के दौरान होने वाले चयापचय परिवर्तनों की कुल मात्रा को दर्शाने वाले क्षमता मानदंड; ग) दक्षता मानदंड जो यह निर्धारित करते हैं कि मांसपेशियों का काम करते समय एरोबिक और एनारोबिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा का उपयोग किस हद तक किया जाता है। व्यायाम की शक्ति और अवधि में परिवर्तन का एरोबिक और एनारोबिक चयापचय पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। एरोबिक प्रक्रिया की शक्ति और क्षमता के ऐसे संकेतक, जैसे फुफ्फुसीय वेंटिलेशन का आकार, ऑक्सीजन की खपत का स्तर और काम के दौरान ऑक्सीजन का सेवन, प्रत्येक चयनित शक्ति मूल्य पर व्यायाम की अवधि के साथ व्यवस्थित रूप से बढ़ते हैं। व्यायाम के सभी समय अंतरालों में काम की बढ़ती तीव्रता के साथ ये संकेतक उल्लेखनीय रूप से बढ़ते हैं। रक्त में लैक्टिक एसिड के अधिकतम संचय और कुल ऑक्सीजन ऋण के संकेतक, जो अवायवीय ऊर्जा स्रोतों की क्षमता की विशेषता रखते हैं, मध्यम शक्ति के व्यायाम करते समय थोड़ा बदलते हैं, लेकिन अधिक तीव्र व्यायाम में काम की अवधि बढ़ने के साथ उल्लेखनीय रूप से बढ़ते हैं।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि व्यायाम की सबसे कम शक्ति पर, जहां रक्त में लैक्टिक एसिड की सामग्री लगभग 50-60 मिलीग्राम के निरंतर स्तर पर रहती है, ऑक्सीजन ऋण के लैक्टेट अंश का पता लगाना व्यावहारिक रूप से असंभव है; लैक्टिक एसिड के संचय के दौरान रक्त बाइकार्बोनेट के विनाश से जुड़े कार्बन डाइऑक्साइड की कोई अतिरिक्त रिहाई नहीं होती है। यह माना जा सकता है कि रक्त में लैक्टिक एसिड के संचय का नोट किया गया स्तर अभी तक उन सीमा मूल्यों से अधिक नहीं है, जिसके ऊपर लैक्टेट ऑक्सीजन ऋण के उन्मूलन से जुड़ी ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की उत्तेजना देखी जाती है। प्रशिक्षण से जुड़ी एक छोटी अंतराल अवधि (लगभग 1 मिनट) के बाद एरोबिक चयापचय के संकेतक व्यायाम के समय में वृद्धि के साथ प्रणालीगत वृद्धि दिखाते हैं।

रनिंग-इन अवधि के दौरान, अवायवीय प्रतिक्रियाओं में स्पष्ट वृद्धि होती है जिससे लैक्टिक एसिड का निर्माण होता है। व्यायाम शक्ति में वृद्धि के साथ एरोबिक प्रक्रियाओं में आनुपातिक वृद्धि होती है। बढ़ती शक्ति के साथ एरोबिक प्रक्रियाओं की तीव्रता में वृद्धि केवल उन अभ्यासों में पाई गई जिनकी अवधि 0.5 मिनट से अधिक है। तीव्र अल्पकालिक व्यायाम करते समय, एरोबिक चयापचय में कमी देखी जाती है। लैक्टेट अंश के गठन और अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड रिलीज की उपस्थिति के कारण कुल ऑक्सीजन ऋण के आकार में वृद्धि केवल उन अभ्यासों में पाई जाती है, जिनकी शक्ति और अवधि 50-60 मिलीग्राम से अधिक लैक्टिक एसिड जमा करने के लिए पर्याप्त है। %. कम शक्ति के व्यायाम करते समय, एरोबिक और एनारोबिक प्रक्रियाओं के संकेतकों में परिवर्तन विपरीत दिशा दिखाते हैं, बढ़ती शक्ति के साथ, इन प्रक्रियाओं में परिवर्तन यूनिडायरेक्शनल में बदल जाते हैं;

व्यायाम के दौरान ऑक्सीजन की खपत की दर और "अतिरिक्त" कार्बन डाइऑक्साइड रिलीज के संकेतकों की गतिशीलता में, काम के अंत के बाद पुनर्प्राप्ति अवधि के दौरान एक चरण बदलाव का पता लगाया जाता है, इन संकेतकों में बदलाव का सिंक्रनाइज़ेशन होता है; गहन व्यायाम के बाद पुनर्प्राप्ति समय में वृद्धि के साथ रक्त में ऑक्सीजन की खपत और लैक्टिक एसिड के स्तर में परिवर्तन स्पष्ट रूप से चरण अंतर दिखाते हैं। खेलों की जैव रसायन में थकान की समस्या सबसे कठिन में से एक है और अभी भी हल होने से बहुत दूर है। अपने सबसे सामान्य रूप में, थकान को शरीर की एक ऐसी स्थिति के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो लंबे समय तक या ज़ोरदार गतिविधि के परिणामस्वरूप होती है और प्रदर्शन में कमी की विशेषता होती है। व्यक्तिपरक रूप से, इसे एक व्यक्ति स्थानीय थकान या सामान्य थकान की भावना के रूप में मानता है। दीर्घकालिक अध्ययन से प्रदर्शन को सीमित करने वाले जैव रासायनिक कारकों को एक-दूसरे से संबंधित तीन समूहों में विभाजित करना संभव हो जाता है।

ये, सबसे पहले, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में जैव रासायनिक परिवर्तन हैं, जो मोटर उत्तेजना की प्रक्रिया और परिधि से प्रोप्रियोसेप्टिव आवेगों दोनों के कारण होते हैं। दूसरे, ये कंकाल की मांसपेशियों और मायोकार्डियम में जैव रासायनिक परिवर्तन हैं, जो उनके काम और तंत्रिका तंत्र में ट्रॉफिक परिवर्तनों के कारण होते हैं। तीसरा, ये शरीर के आंतरिक वातावरण में जैव रासायनिक परिवर्तन हैं, जो मांसपेशियों में होने वाली प्रक्रियाओं और तंत्रिका तंत्र के प्रभाव दोनों पर निर्भर करते हैं। थकान की सामान्य विशेषताएं मांसपेशियों और मस्तिष्क में फॉस्फेट मैक्रोर्ज का असंतुलन है, साथ ही मांसपेशियों में एटीपीस गतिविधि और फॉस्फोराइलेशन गुणांक में कमी है। हालाँकि, उच्च तीव्रता और लंबी अवधि के काम से जुड़ी थकान की भी कुछ विशिष्ट विशेषताएं होती हैं। इसके अलावा, अल्पकालिक मांसपेशियों की गतिविधि के कारण होने वाली थकान के दौरान जैव रासायनिक परिवर्तनों को मध्यम तीव्रता की मांसपेशियों की गतिविधि की तुलना में काफी अधिक ढाल की विशेषता होती है, लेकिन अवधि सीमा के करीब होती है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि शरीर के कार्बोहाइड्रेट भंडार में तेज कमी, हालांकि बहुत महत्वपूर्ण है, प्रदर्शन को सीमित करने में निर्णायक भूमिका नहीं निभाती है। प्रदर्शन को सीमित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक मांसपेशियों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र दोनों में एटीपी का स्तर है।

साथ ही, कोई अन्य अंगों, विशेष रूप से मायोकार्डियम में जैव रासायनिक परिवर्तनों को नजरअंदाज नहीं कर सकता है। गहन अल्पकालिक कार्य से इसमें ग्लाइकोजन और क्रिएटिन फॉस्फेट का स्तर नहीं बदलता है, लेकिन ऑक्सीडेटिव एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है। लंबे समय तक काम करने पर ग्लाइकोजन और क्रिएटिन फॉस्फेट के स्तर के साथ-साथ एंजाइमेटिक गतिविधि दोनों में कमी हो सकती है। इसके साथ ईसीजी परिवर्तन होते हैं जो डिस्ट्रोफिक प्रक्रियाओं का संकेत देते हैं, ज्यादातर बाएं वेंट्रिकल में और कम अक्सर अटरिया में। इस प्रकार, थकान की विशेषता केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और परिधि दोनों में, मुख्य रूप से मांसपेशियों में गहन जैव रासायनिक परिवर्तनों से होती है। इसके अलावा, बाद में जैव रासायनिक परिवर्तनों की डिग्री को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर प्रभाव के कारण बढ़े हुए प्रदर्शन के साथ बदला जा सकता है। आई.एम. ने 1903 में थकान की केंद्रीय तंत्रिका प्रकृति के बारे में लिखा था। सेचेनोव। उस समय से, थकान के तंत्र में केंद्रीय निषेध की भूमिका पर डेटा बढ़ रहा है। लंबे समय तक मांसपेशियों की गतिविधि के कारण होने वाली थकान के दौरान व्यापक अवरोध की उपस्थिति पर संदेह नहीं किया जा सकता है। यह केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में विकसित होता है और केंद्र और परिधि की पूर्व की अग्रणी भूमिका के साथ बातचीत के माध्यम से इसमें विकसित होता है। थकान तीव्र या लंबे समय तक गतिविधि के कारण शरीर में होने वाले परिवर्तनों का परिणाम है, और एक सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया है जो कार्यात्मक और जैव रासायनिक विकारों की रेखा के पार संक्रमण को रोकती है जो शरीर के लिए खतरनाक हैं और इसके अस्तित्व को खतरे में डालते हैं।

तंत्रिका तंत्र में प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड चयापचय के विकार भी थकान के तंत्र में एक निश्चित भूमिका निभाते हैं। लंबे समय तक दौड़ने या भार के साथ तैरने के दौरान, जो महत्वपूर्ण थकान का कारण बनता है, मोटर न्यूरॉन्स में आरएनए स्तर में कमी देखी जाती है, जबकि लंबे समय तक लेकिन थका देने वाले काम के दौरान इसमें कोई बदलाव या वृद्धि नहीं होती है। चूंकि रसायन विज्ञान और, विशेष रूप से, मांसपेशी एंजाइमों की गतिविधि तंत्रिका तंत्र के ट्रॉफिक प्रभावों द्वारा नियंत्रित होती है, इसलिए यह माना जा सकता है कि थकान के कारण सुरक्षात्मक अवरोध के विकास के दौरान तंत्रिका कोशिकाओं की रासायनिक स्थिति में परिवर्तन से ट्रॉफिक में परिवर्तन होता है। केन्द्रापसारक आवेग, जिससे मांसपेशी रसायन विज्ञान के नियमन में गड़बड़ी होती है।

ये ट्रॉफिक प्रभाव स्पष्ट रूप से पी. वीस द्वारा वर्णित अपवाही तंतुओं के एक्सोप्लाज्म के साथ जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की गति के माध्यम से किए जाते हैं। विशेष रूप से, एक प्रोटीन पदार्थ को परिधीय तंत्रिकाओं से अलग किया गया था, जो हेक्सोकाइनेज का एक विशिष्ट अवरोधक है, जो पूर्वकाल पिट्यूटरी ग्रंथि द्वारा स्रावित इस एंजाइम के अवरोधक के समान है। इस प्रकार, पूर्व के अग्रणी और एकीकृत महत्व के साथ केंद्रीय और परिधीय तंत्र की बातचीत के माध्यम से थकान विकसित होती है। यह तंत्रिका कोशिकाओं में परिवर्तन और परिधि से प्रतिवर्त और हास्य प्रभाव दोनों से जुड़ा है। थकान के दौरान जैव रासायनिक परिवर्तनों को सामान्यीकृत किया जा सकता है, साथ ही शरीर के आंतरिक वातावरण में सामान्य परिवर्तन और विभिन्न शारीरिक कार्यों के विनियमन और समन्वय में गड़बड़ी (लंबे समय तक शारीरिक गतिविधि के दौरान महत्वपूर्ण मांसपेशी द्रव्यमान शामिल होता है)। ये परिवर्तन अधिक स्थानीय प्रकृति के भी हो सकते हैं, महत्वपूर्ण सामान्य परिवर्तनों के साथ नहीं, बल्कि केवल काम करने वाली मांसपेशियों और तंत्रिका कोशिकाओं और केंद्रों के संबंधित समूहों तक सीमित होते हैं (अधिकतम तीव्रता के अल्पकालिक कार्य या सीमित के दीर्घकालिक कार्य के दौरान) मांसपेशियों की संख्या)।

थकान (और विशेष रूप से थकान की भावना) एक सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया है जो शरीर को अत्यधिक मात्रा में कार्यात्मक थकावट से बचाती है जो जीवन के लिए खतरा है। साथ ही, यह शारीरिक और जैव रासायनिक प्रतिपूरक तंत्र को प्रशिक्षित करता है, पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं के लिए पूर्वापेक्षाएँ बनाता है और शरीर की कार्यक्षमता और प्रदर्शन को और बढ़ाता है। मांसपेशियों के काम के बाद आराम के दौरान, मांसपेशियों और पूरे शरीर दोनों में जैविक यौगिकों का सामान्य अनुपात बहाल हो जाता है। यदि मांसपेशियों के काम के दौरान ऊर्जा आपूर्ति के लिए आवश्यक कैटोबोलिक प्रक्रियाएं हावी होती हैं, तो आराम के दौरान एनाबॉलिक प्रक्रियाएं प्रबल होती हैं। एनाबॉलिक प्रक्रियाओं के लिए एटीपी के रूप में ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है, इसलिए सबसे अधिक स्पष्ट परिवर्तन ऊर्जा चयापचय के क्षेत्र में पाए जाते हैं, क्योंकि बाकी अवधि के दौरान एटीपी लगातार खर्च किया जा रहा है, और इसलिए, एटीपी भंडार को बहाल किया जाना चाहिए। आराम की अवधि के दौरान एनाबॉलिक प्रक्रियाएं काम के दौरान होने वाली कैटोबोलिक प्रक्रियाओं के कारण होती हैं। आराम के दौरान, एटीपी, क्रिएटिन फॉस्फेट, ग्लाइकोजन, फॉस्फोलिपिड्स और मांसपेशी प्रोटीन को पुन: संश्लेषित किया जाता है, शरीर का जल-इलेक्ट्रोलाइट संतुलन सामान्य हो जाता है, और क्षतिग्रस्त सेलुलर संरचनाएं बहाल हो जाती हैं। शरीर में जैव रासायनिक परिवर्तनों की सामान्य दिशा और पृथक्करण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक समय के आधार पर, दो प्रकार की पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है - तत्काल और परित्यक्त पुनर्प्राप्ति। काम के बाद तत्काल रिकवरी 30 से 90 मिनट तक चलती है। तत्काल पुनर्प्राप्ति की अवधि के दौरान, काम के दौरान जमा हुए अवायवीय अपघटन के उत्पाद, मुख्य रूप से लैक्टिक एसिड और ऑक्सीजन ऋण समाप्त हो जाते हैं। काम खत्म करने के बाद आराम की स्थिति की तुलना में ऑक्सीजन की खपत अधिक बनी रहती है। इस अतिरिक्त ऑक्सीजन की खपत को ऑक्सीजन ऋण कहा जाता है। ऑक्सीजन ऋण हमेशा ऑक्सीजन की कमी से अधिक होता है, और काम की तीव्रता और अवधि जितनी अधिक होगी, यह अंतर उतना ही अधिक महत्वपूर्ण होगा।

आराम के दौरान, मांसपेशियों के संकुचन के लिए एटीपी की खपत बंद हो जाती है और माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी सामग्री पहले सेकंड में बढ़ जाती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया के सक्रिय अवस्था में संक्रमण का संकेत देती है। एटीपी सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे पूर्व-कार्य स्तर बढ़ जाता है। ऑक्सीडेटिव एंजाइमों की सक्रियता भी बढ़ जाती है। लेकिन ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ की गतिविधि तेजी से कम हो जाती है। लैक्टिक एसिड, जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, अवायवीय परिस्थितियों में ग्लूकोज के टूटने का अंतिम उत्पाद है। आराम के शुरुआती क्षण में, जब ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाती है, तो मांसपेशियों के ऑक्सीडेटिव सिस्टम में ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ जाती है। लैक्टिक एसिड के अलावा, काम के दौरान जमा हुए अन्य मेटाबोलाइट्स भी ऑक्सीकरण के अधीन हैं: स्यूसिनिक एसिड, ग्लूकोज; और पुनर्प्राप्ति के बाद के चरणों में, फैटी एसिड। कार्य समाप्त होने के बाद लैग रिकवरी लंबे समय तक चलती है। सबसे पहले, यह मांसपेशियों के काम के दौरान उपयोग की जाने वाली संरचनाओं के संश्लेषण की प्रक्रियाओं के साथ-साथ शरीर में आयनिक और हार्मोनल संतुलन की बहाली को प्रभावित करता है। पुनर्प्राप्ति अवधि के दौरान, ग्लाइकोजन भंडार मांसपेशियों और यकृत में जमा हो जाता है; ये पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाएँ 12-48 घंटों के भीतर होती हैं। रक्त में प्रवेश करने वाला लैक्टिक एसिड यकृत कोशिकाओं में प्रवेश करता है, जहां सबसे पहले ग्लूकोज संश्लेषण होता है, और ग्लूकोज ग्लाइकोजन सिंथेटेज़ के लिए प्रत्यक्ष निर्माण सामग्री है, जो ग्लाइकोजन संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है। ग्लाइकोजन पुनर्संश्लेषण की प्रक्रिया प्रकृति में चरणबद्ध है, जो सुपरकंपेंसेशन की घटना पर आधारित है। सुपरकंपेंसेशन (ओवररिकवरी) बाकी अवधि के दौरान कार्य स्तर तक ऊर्जा पदार्थों के भंडार की अधिकता है। अतिक्षतिपूर्ति एक प्रचलित घटना है। ग्लाइकोजन सामग्री, जो काम के बाद कम हो गई है, आराम के दौरान न केवल मूल स्तर तक बढ़ जाती है, बल्कि उच्च स्तर तक भी बढ़ जाती है। फिर आरंभिक (कामकाजी) स्तर तक कमी होती है और उससे भी थोड़ा कम, और फिर मूल स्तर पर लहर जैसी वापसी होती है।

सुपरकंपेंसेशन चरण की अवधि कार्य की अवधि और शरीर में इसके कारण होने वाले जैव रासायनिक परिवर्तनों की गहराई पर निर्भर करती है। शक्तिशाली अल्पकालिक कार्य सुपरकंपेंसेशन चरण की तीव्र शुरुआत और तेजी से समापन का कारण बनता है: जब इंट्रामस्क्युलर ग्लाइकोजन भंडार बहाल हो जाता है, तो सुपरकंपेंसेशन चरण 3-4 घंटों के बाद पता चलता है और 12 घंटों के बाद समाप्त होता है। मध्यम शक्ति के लंबे समय तक काम करने के बाद, ग्लाइकोजन का सुपरकंपेंसेशन 12 घंटे के बाद होता है और काम खत्म होने के 48 से 72 घंटे के बीच समाप्त होता है। सुपरकंपेंसेशन का नियम उन सभी जैविक यौगिकों और संरचनाओं के लिए मान्य है जो मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान एक डिग्री या किसी अन्य तक भस्म या बाधित होते हैं और आराम के दौरान पुन: संश्लेषित होते हैं। इनमें शामिल हैं: क्रिएटिन फॉस्फेट, संरचनात्मक और एंजाइमेटिक प्रोटीन, फॉस्फोलिपिड्स, सेलुलर ऑर्गोनेला (माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम)। शरीर के ऊर्जा भंडार के पुनर्संश्लेषण के बाद, फॉस्फोलिपिड और प्रोटीन के पुनर्संश्लेषण की प्रक्रिया काफी बढ़ जाती है, खासकर भारी ताकत वाले काम के बाद, जो उनके महत्वपूर्ण टूटने के साथ होती है। संरचनात्मक और एंजाइमैटिक प्रोटीन के स्तर की बहाली 12-72 घंटों के भीतर होती है। ऐसे कार्य करते समय जिसमें पानी की हानि होती है, पुनर्प्राप्ति अवधि के दौरान पानी और खनिज लवणों के भंडार की भरपाई की जानी चाहिए। खनिज लवणों का मुख्य स्रोत भोजन है।

6 . मार्शल आर्ट में जैव रासायनिक नियंत्रण

तीव्र मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, मांसपेशियों में बड़ी मात्रा में लैक्टिक और पाइरुविक एसिड बनते हैं, जो रक्त में फैल जाते हैं और शरीर के चयापचय एसिडोसिस का कारण बन सकते हैं, जिससे मांसपेशियों में थकान होती है और मांसपेशियों में दर्द, चक्कर आना और मतली होती है। इस तरह के चयापचय परिवर्तन शरीर के बफर भंडार की कमी से जुड़े होते हैं। चूंकि उच्च शारीरिक प्रदर्शन की अभिव्यक्ति में शरीर के बफर सिस्टम की स्थिति महत्वपूर्ण है, सीबीएस संकेतक का उपयोग खेल निदान में किया जाता है। सीबीएस संकेतक, जो सामान्यतः अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं, में शामिल हैं: - रक्त पीएच (7.35-7.45); - pCO2 - रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड (H2CO3 + CO2) का आंशिक दबाव (35 - 45 मिमी Hg); - 5बी - मानक रक्त प्लाज्मा बाइकार्बोनेट एचएसओडी, जो जब रक्त पूरी तरह से ऑक्सीजन से संतृप्त होता है तो 22-26 एमईक्यू/एल होता है; - बीबी - संपूर्ण रक्त या प्लाज्मा का बफर बेस (43 - 53 meq/l) - रक्त या प्लाज्मा के संपूर्ण बफर सिस्टम की क्षमता का एक संकेतक; - एल/86 - वायुकोशीय वायु के पीएच और सीओ2 के शारीरिक मूल्यों पर संपूर्ण रक्त का सामान्य बफर आधार; - बीई - अतिरिक्त आधार, या क्षारीय आरक्षित (-2.4 से +2.3 एमईक्यू/एल तक) - बफर की अधिकता या कमी का सूचक। सीबीएस संकेतक न केवल रक्त बफर सिस्टम में परिवर्तन को दर्शाते हैं, बल्कि शरीर की श्वसन और उत्सर्जन प्रणाली की स्थिति को भी दर्शाते हैं। शरीर में एसिड-बेस बैलेंस (एबीसी) की स्थिति एक स्थिर रक्त पीएच (7.34-7.36) की विशेषता है।

रक्त में लैक्टेट सामग्री की गतिशीलता और रक्त पीएच में परिवर्तन के बीच एक विपरीत संबंध स्थापित किया गया है। मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान एबीएस संकेतकों को बदलकर, शारीरिक गतिविधि के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया और एथलीट की फिटनेस की वृद्धि की निगरानी करना संभव है, क्योंकि एबीएस के जैव रासायनिक नियंत्रण के साथ, इन संकेतकों में से एक निर्धारित किया जा सकता है। मूत्र की सक्रिय प्रतिक्रिया (पीएच) सीधे शरीर की एसिड-बेस अवस्था पर निर्भर होती है। मेटाबोलिक एसिडोसिस के साथ, मूत्र अम्लता पीएच 5 तक बढ़ जाती है, और मेटाबोलिक अल्कलोसिस के साथ यह पीएच 7 तक कम हो जाती है। तालिका। चित्र 3 प्लाज्मा की अम्ल-क्षार अवस्था के संकेतकों के संबंध में मूत्र पीएच मान में परिवर्तन की दिशा दिखाता है। इस प्रकार, एक खेल के रूप में कुश्ती को मांसपेशियों की गतिविधि की उच्च तीव्रता की विशेषता है। इस संबंध में, एथलीट के शरीर में एसिड के आदान-प्रदान को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। एसीएस का सबसे जानकारीपूर्ण संकेतक बीई - क्षारीय रिजर्व का मूल्य है, जो एथलीटों की बढ़ती योग्यता के साथ बढ़ता है, खासकर गति-शक्ति वाले खेलों में विशेषज्ञता वाले।

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, हम कह सकते हैं कि मार्शल कलाकारों का प्रशिक्षण और प्रतिस्पर्धी गतिविधि एथलीटों की मांसपेशियों के अधिकतम भार पर होती है। इसी समय, शरीर में होने वाली ऊर्जा प्रक्रियाओं की विशेषता इस तथ्य से होती है कि, अवायवीय व्यायामों की छोटी अवधि के कारण, उनके निष्पादन के दौरान रक्त परिसंचरण और श्वसन के कार्यों को संभावित अधिकतम तक पहुंचने का समय नहीं मिलता है। अधिकतम अवायवीय व्यायाम के दौरान, एथलीट या तो बिल्कुल भी सांस नहीं लेता है या केवल कुछ सांस लेने के चक्र ही पूरा कर पाता है। तदनुसार, "औसत" फुफ्फुसीय वेंटिलेशन अधिकतम के 20-30% से अधिक नहीं होता है। मार्शल आर्ट एथलीटों की प्रतिस्पर्धी और प्रशिक्षण गतिविधियों में थकान लड़ाई की पूरी अवधि के दौरान मांसपेशियों पर अधिकतम भार के कारण होती है।

परिणामस्वरूप, रक्त में पीएच स्तर बढ़ जाता है, एथलीट की प्रतिक्रिया और दुश्मन के हमलों के प्रति उसकी प्रतिरोधक क्षमता खराब हो जाती है। थकान को कम करने के लिए, प्रशिक्षण प्रक्रिया में ग्लाइकोलाइटिक एनारोबिक भार का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। प्रमुख फोकस द्वारा बनाई गई ट्रेस प्रक्रिया काफी लगातार और निष्क्रिय हो सकती है, जिससे जलन का स्रोत हटा दिए जाने पर भी उत्तेजना बनाए रखना संभव हो जाता है।

मांसपेशियों का काम खत्म होने के बाद रिकवरी या काम के बाद की अवधि शुरू होती है। यह शरीर के कार्यों में परिवर्तन की डिग्री और उन्हें मूल स्तर पर बहाल करने के लिए आवश्यक समय की विशेषता है। किसी विशेष कार्य की गंभीरता का आकलन करने, शरीर की क्षमताओं के साथ उसका अनुपालन निर्धारित करने और आवश्यक आराम की अवधि निर्धारित करने के लिए पुनर्प्राप्ति अवधि का अध्ययन करना आवश्यक है। मार्शल कलाकारों के मोटर कौशल का जैव रासायनिक आधार सीधे ताकत क्षमताओं की अभिव्यक्ति से संबंधित है, जिसमें गतिशील, विस्फोटक और आइसोमेट्रिक ताकत शामिल है। कोशिका के जीवन के दौरान ऊर्जा चयापचय के आधार पर, एथलीट की प्रत्येक कोशिका के काम के माध्यम से मांसपेशियों के काम में अनुकूलन किया जाता है। इस प्रक्रिया का आधार हाइड्रोजन और कैल्शियम आयनों की परस्पर क्रिया के दौरान एटीपी की खपत है। एक खेल के रूप में मार्शल आर्ट की विशेषता उच्च तीव्रता वाली मांसपेशी गतिविधि है। इस संबंध में, एथलीट के शरीर में एसिड के आदान-प्रदान को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है। एसीएस का सबसे जानकारीपूर्ण संकेतक बीई - क्षारीय रिजर्व का मूल्य है, जो एथलीटों की बढ़ती योग्यता के साथ बढ़ता है, खासकर गति-शक्ति वाले खेलों में विशेषज्ञता वाले।

ग्रन्थसूची

1. वोल्कोव एन.आई. मांसपेशियों की गतिविधि की जैव रसायन। - एम.: ओलंपिक खेल, 2001।

2. वोल्कोव एन.आई., ओलेनिकोव वी.आई. खेलों की बायोएनेर्जी। - एम: सोवियत स्पोर्ट, 2011।

3. मक्सिमोव डी.वी., सेलुयानोव वी.एन., तबाकोव एस.ई. मार्शल कलाकारों का शारीरिक प्रशिक्षण. - एम: टीवीटी डिवीजन, 2011।

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स्पोर्ट्स फिजियोलॉजी में, मांसपेशियों की गतिविधि को पावर जोन में अलग करने और उप-विभाजित करने की प्रथा है: अधिकतम, सबमैक्सिमल, उच्च और मध्यम। ऊर्जा आपूर्ति के मुख्य तंत्र के आधार पर मांसपेशियों के काम का एक और विभाजन भी है: अवायवीय, मिश्रित और एरोबिक ऊर्जा आपूर्ति क्षेत्रों में।

किसी भी पेशीय कार्य में सबसे पहले उसके आरंभिक (प्रारंभिक) चरण और उसकी निरंतरता के बीच अंतर करना चाहिए। प्रारंभिक चरण का समय कार्य की तीव्रता पर निर्भर करता है: कार्य जितना लंबा होगा, प्रारंभिक चरण उतना ही तीव्र होगा और इसके दौरान मांसपेशियों में जैव रासायनिक परिवर्तन अधिक स्पष्ट होंगे।

काम के पहले सेकंड में मांसपेशियों को जरूरत से कम ऑक्सीजन मिलती है। काम की तीव्रता जितनी अधिक होगी और, तदनुसार, ऑक्सीजन की मांग जितनी अधिक होगी, ऑक्सीजन की कमी उतनी ही अधिक होगी। इसलिए, प्रारंभिक चरण में, एटीपी पुनर्संश्लेषण विशेष रूप से क्रिएटिन कीनेस प्रतिक्रिया और ग्लाइकोलाइसिस के कारण अवायवीय रूप से होता है।

यदि मांसपेशियों के काम की तीव्रता अधिकतम है और अवधि तदनुसार कम है, तो यह इस प्रारंभिक चरण पर समाप्त होता है। ऐसे में ऑक्सीजन की मांग पूरी नहीं हो पाएगी.

जब सबमैक्सिमल तीव्रता पर लेकिन लंबी अवधि के लिए काम किया जाता है, तो शुरुआती चरण में जैव रासायनिक परिवर्तन कम नाटकीय होंगे, और शुरुआती चरण छोटा हो जाएगा। इस मामले में, ऑक्सीजन की खपत एमपीसी (अधिकतम संभव मूल्य) तक पहुंच जाएगी, लेकिन ऑक्सीजन की मांग अभी भी पूरी नहीं होगी। इन स्थितियों में शरीर में ऑक्सीजन की कमी हो जाती है। क्रिएटिन काइनेज मार्ग का महत्व कम हो जाएगा, ग्लाइकोलाइसिस काफी तीव्रता से आगे बढ़ेगा, लेकिन एरोबिक एटीपी पुनर्संश्लेषण के तंत्र पहले से ही सक्रिय हो जाएंगे। ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में मुख्य रूप से यकृत से रक्त द्वारा लाया गया ग्लूकोज शामिल होगा, न कि मांसपेशी ग्लाइकोजन से बना ग्लूकोज।

इससे भी कम तीव्रता और लंबी अवधि के मांसपेशियों के काम के दौरान, अल्पकालिक शुरुआती चरण के बाद, एरोबिक तंत्र द्वारा एटीपी पुनर्संश्लेषण प्रबल होता है, जो ऑक्सीजन की मांग और ऑक्सीजन आपूर्ति के बीच एक वास्तविक संतुलन की स्थापना का परिणाम है। मांसपेशियों के तंतुओं में एटीपी के स्तर में वृद्धि और स्थिरीकरण होता है, लेकिन यह स्तर आराम की तुलना में कम होता है। इसके अलावा, क्रिएटिन फॉस्फेट के स्तर में मामूली वृद्धि हुई है।

यदि, लंबे समय तक मांसपेशियों के काम के दौरान, इसकी शक्ति तेजी से बढ़ जाती है, तो वही घटनाएँ देखी जाती हैं जो शुरुआती चरण में होती हैं। परिचालन शक्ति में वृद्धि से स्वाभाविक रूप से ऑक्सीजन की मांग में वृद्धि होती है, जिसे तुरंत संतुष्ट नहीं किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, एटीपी पुनर्संश्लेषण के अवायवीय तंत्र सक्रिय हो जाते हैं।

आइए हम विभिन्न एटीपी पुनर्संश्लेषण मार्गों के सक्रियण के समय अनुक्रम पर विचार करें। मांसपेशियों के काम के पहले 2-3 सेकंड में, इसकी ऊर्जा आपूर्ति मांसपेशी एटीपी के टूटने के माध्यम से प्राप्त होती है। 3 से 20 सेकंड तक, क्रिएटिन फॉस्फेट के टूटने के कारण एटीपी पुनर्संश्लेषण होता है। फिर, मांसपेशियों के काम की शुरुआत से 30-40 सेकंड में, ग्लाइकोलाइसिस अपनी उच्चतम तीव्रता तक पहुंच जाता है। इसके अलावा, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रियाएं ऊर्जा आपूर्ति में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाना शुरू कर देती हैं (चित्र 10)।

चित्र 10. मांसपेशियों की गतिविधि की ऊर्जा आपूर्ति में विभिन्न ऊर्जा स्रोतों की भागीदारी, इसकी अवधि के आधार पर: 1 - एटीपी टूटना, 2 - क्रिएटिन फॉस्फेट टूटना,

3 - ग्लाइकोलाइसिस, 4 - एरोबिक ऑक्सीकरण

एरोबिक ऊर्जा उत्पादन की शक्ति का अनुमान एमआईसी मूल्य से लगाया जाता है। आंकड़े बताते हैं कि औसतन पुरुषों का बीएमडी महिलाओं की तुलना में अधिक होता है। एथलीटों के लिए, यह मूल्य अप्रशिक्षित लोगों की तुलना में काफी अधिक है। विभिन्न विशिष्टताओं के एथलीटों में, उच्चतम VO2 अधिकतम मान स्कीयर और लंबी दूरी के धावकों के बीच देखे जाते हैं।

व्यवस्थित शारीरिक गतिविधि से मांसपेशियों की कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या में वृद्धि होती है और श्वसन श्रृंखला एंजाइमों की संख्या और गतिविधि में वृद्धि होती है। यह आने वाली ऑक्सीजन के अधिक पूर्ण उपयोग और प्रशिक्षित शरीर में अधिक सफल ऊर्जा आपूर्ति के लिए स्थितियां बनाता है।

नियमित प्रशिक्षण से मांसपेशियों को रक्त की आपूर्ति करने वाली वाहिकाओं की संख्या बढ़ जाती है। यह मांसपेशियों को ऑक्सीजन और ग्लूकोज की आपूर्ति के साथ-साथ अपशिष्ट उत्पादों को हटाने के लिए एक अधिक कुशल प्रणाली बनाता है। दीर्घकालिक प्रशिक्षण के दौरान, संचार और श्वसन प्रणालियाँ इस तरह से अनुकूलित हो जाती हैं कि पहले अभ्यास के बाद दिखाई देने वाले ऑक्सीजन ऋण की बाद में पूरी तरह से भरपाई की जा सकती है। मांसपेशियों की लंबे समय तक काम करने की क्षमता आमतौर पर उनके अवशोषण और ऑक्सीजन के उपयोग की गति और दक्षता पर निर्भर करती है।

इस लेख के बारे में कुछ शब्द:
सबसे पहले, जैसा कि मैंने सार्वजनिक रूप से कहा था, इस लेख का किसी अन्य भाषा से अनुवाद किया गया था (यद्यपि, सिद्धांत रूप में, रूसी के करीब, लेकिन फिर भी अनुवाद करना काफी कठिन काम है)। मज़ेदार बात यह है कि सब कुछ अनुवाद करने के बाद, मुझे इंटरनेट पर इस लेख का एक छोटा सा हिस्सा मिला, जिसका पहले से ही रूसी में अनुवाद किया गया था। समय बर्बाद करने के लिए क्षमा करें। फिर भी..

दूसरे, यह जैव रसायन के बारे में एक लेख है! यहां से हमें यह निष्कर्ष निकालना होगा कि इसे समझना मुश्किल होगा, और चाहे आप इसे सरल बनाने की कितनी भी कोशिश कर लें, हर चीज़ को सरल शब्दों में समझाना अभी भी असंभव है, इसलिए मैंने वर्णित तंत्रों के विशाल बहुमत को सरल भाषा में नहीं समझाया , ताकि पाठकों को और अधिक भ्रमित न किया जा सके। अगर आप ध्यान से और विचारपूर्वक पढ़ेंगे तो आप सब कुछ समझ पाएंगे। और तीसरा, लेख में पर्याप्त संख्या में शब्द हैं (कुछ को संक्षेप में कोष्ठक में समझाया गया है, कुछ को नहीं, क्योंकि उन्हें दो या तीन शब्दों में समझाया नहीं जा सकता है, और यदि आप उनका वर्णन करना शुरू करते हैं, तो लेख बहुत लंबा और पूरी तरह से समझ से बाहर हो सकता है) ). इसलिए, मैं उन शब्दों के लिए इंटरनेट सर्च इंजन का उपयोग करने की सलाह दूंगा जिनके अर्थ आप नहीं जानते हैं।

एक प्रश्न जैसे: "ऐसे जटिल लेख क्यों पोस्ट करें यदि उन्हें समझना मुश्किल है?" किसी निश्चित समयावधि में शरीर में क्या प्रक्रियाएँ घटित होती हैं, यह समझने के लिए ऐसे लेखों की आवश्यकता है। मेरा मानना ​​है कि इस प्रकार की सामग्री को जानने के बाद ही आप अपने लिए पद्धतिगत प्रशिक्षण प्रणाली बनाना शुरू कर सकते हैं। यदि आप यह नहीं जानते हैं, तो शरीर को बदलने के कई तरीके शायद "आसमान की ओर उंगली उठाना" श्रेणी के होंगे, यानी। यह स्पष्ट है कि वे किस पर आधारित हैं। यह सिर्फ मेरी राय है।

और एक और अनुरोध: यदि लेख में कुछ ऐसा है, जो आपकी राय में गलत है, या कुछ अशुद्धि है, तो कृपया इसके बारे में टिप्पणियों में लिखें (या मुझे पीएम करें)।

जाना..

मानव शरीर, और उससे भी अधिक एक एथलीट, कभी भी "रैखिक" (अपरिवर्तनीय) मोड में काम नहीं करता है। अक्सर प्रशिक्षण प्रक्रिया उसे उसके लिए संभव अधिकतम "गति" तक जाने के लिए मजबूर कर सकती है। भार का सामना करने के लिए, शरीर इस प्रकार के तनाव के तहत अपने काम को अनुकूलित करना शुरू कर देता है। यदि हम विशेष रूप से शक्ति प्रशिक्षण (बॉडीबिल्डिंग, पावरलिफ्टिंग, वेटलिफ्टिंग इत्यादि) पर विचार करते हैं, तो आवश्यक अस्थायी परिवर्तनों (अनुकूलन) के बारे में मानव शरीर में संकेत भेजने वाली पहली हमारी मांसपेशियां हैं।

मांसपेशियों की गतिविधि न केवल काम करने वाले फाइबर में परिवर्तन का कारण बनती है, बल्कि पूरे शरीर में जैव रासायनिक परिवर्तन भी करती है। मांसपेशियों की ऊर्जा चयापचय में वृद्धि तंत्रिका और हास्य प्रणालियों की गतिविधि में उल्लेखनीय वृद्धि से पहले होती है।

प्री-लॉन्च अवस्था में पिट्यूटरी ग्रंथि, अधिवृक्क प्रांतस्था और अग्न्याशय की क्रिया सक्रिय हो जाती है। एड्रेनालाईन और सहानुभूति तंत्रिका तंत्र की संयुक्त क्रिया से होता है: हृदय गति में वृद्धि, परिसंचारी रक्त की मात्रा में वृद्धि, मांसपेशियों में गठन और ऊर्जा चयापचय मेटाबोलाइट्स (सीओ 2, सीएच 3-सीएच (ओएच)) के रक्त में प्रवेश )-COOH, AMP). पोटेशियम आयनों का पुनर्वितरण होता है, जिससे मांसपेशियों की रक्त वाहिकाओं का विस्तार होता है और आंतरिक अंगों में रक्त वाहिकाओं का संकुचन होता है। उपरोक्त कारक शरीर के सामान्य रक्त प्रवाह के पुनर्वितरण की ओर ले जाते हैं, जिससे कामकाजी मांसपेशियों तक ऑक्सीजन की डिलीवरी में सुधार होता है।

चूँकि मैक्रोएर्ग्स का इंट्रासेल्युलर भंडार थोड़े समय के लिए पर्याप्त होता है, शरीर के ऊर्जा संसाधन प्री-लॉन्च अवस्था में जुटाए जाते हैं। एड्रेनालाईन (एड्रेनल हार्मोन) और ग्लूकागन (अग्न्याशय हार्मोन) के प्रभाव में, यकृत ग्लाइकोजन का ग्लूकोज में टूटना बढ़ जाता है, जिसे रक्तप्रवाह द्वारा कामकाजी मांसपेशियों तक पहुंचाया जाता है। इंट्रामस्क्युलर और हेपेटिक ग्लाइकोजन क्रिएटिन फॉस्फेट और ग्लाइकोलाइटिक प्रक्रियाओं में एटीपी पुनर्संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है।

काम की अवधि (एरोबिक एटीपी पुनर्संश्लेषण का चरण) में वृद्धि के साथ, वसा टूटने वाले उत्पाद (फैटी एसिड और कीटोन बॉडी) मांसपेशियों के संकुचन की ऊर्जा आपूर्ति में एक प्रमुख भूमिका निभाना शुरू कर देते हैं। लिपोलिसिस (वसा टूटने की प्रक्रिया) एड्रेनालाईन और सोमाटोट्रोपिन (जिसे "विकास हार्मोन" भी कहा जाता है) द्वारा सक्रिय होता है। साथ ही, हेपेटिक "अपटेक" और रक्त लिपिड का ऑक्सीकरण बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप, लीवर रक्तप्रवाह में महत्वपूर्ण मात्रा में कीटोन बॉडी छोड़ता है, जो कामकाजी मांसपेशियों में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत हो जाते हैं। लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया समानांतर में होती है, और मस्तिष्क और हृदय की कार्यात्मक गतिविधि बाद की मात्रा पर निर्भर करती है। इसलिए, एटीपी के एरोबिक पुनर्संश्लेषण की अवधि के दौरान, ग्लूकोनियोजेनेसिस की प्रक्रियाएं होती हैं - हाइड्रोकार्बन प्रकृति के पदार्थों से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण। यह प्रक्रिया अधिवृक्क हार्मोन कोर्टिसोल द्वारा नियंत्रित होती है। ग्लूकोनियोजेनेसिस का मुख्य सब्सट्रेट अमीनो एसिड है। कम मात्रा में ग्लाइकोजन का निर्माण फैटी एसिड (यकृत) से भी होता है।

आराम की स्थिति से सक्रिय मांसपेशियों के काम की ओर बढ़ने पर, ऑक्सीजन की आवश्यकता काफी बढ़ जाती है, क्योंकि उत्तरार्द्ध कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला प्रणाली के इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन प्रोटॉन का अंतिम स्वीकर्ता है, जो एटीपी के एरोबिक पुनर्संश्लेषण की प्रक्रिया प्रदान करता है।

कामकाजी मांसपेशियों को ऑक्सीजन की आपूर्ति की गुणवत्ता जैविक ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं (लैक्टिक एसिड, कार्बन डाइऑक्साइड) के चयापचयों द्वारा रक्त के "अम्लीकरण" से प्रभावित होती है। उत्तरार्द्ध रक्त वाहिकाओं की दीवारों के केमोरिसेप्टर्स को प्रभावित करते हैं, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को संकेत संचारित करते हैं, जिससे मेडुला ऑबोंगटा (मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी के बीच संक्रमण क्षेत्र) के श्वसन केंद्र की गतिविधि बढ़ जाती है।

हवा से ऑक्सीजन आंशिक दबाव में अंतर के कारण फुफ्फुसीय एल्वियोली (आंकड़ा देखें) और रक्त केशिकाओं की दीवारों के माध्यम से रक्त में फैलती है:

1) वायुकोशीय वायु में आंशिक दबाव 100-105 मिमी है। एचजी अनुसूचित जनजाति
2) विश्राम के समय रक्त में आंशिक दबाव 70-80 मिमी होता है। एचजी अनुसूचित जनजाति
3) सक्रिय कार्य के दौरान रक्त में आंशिक दबाव 40-50 मिमी होता है। एचजी अनुसूचित जनजाति

रक्त में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन का केवल एक छोटा सा प्रतिशत प्लाज्मा में घुल जाता है (0.3 मिली प्रति 100 मिली रक्त)। मुख्य भाग हीमोग्लोबिन द्वारा एरिथ्रोसाइट्स में बंधा होता है:

एचबी + ओ2 -> एचबीओ2​

हीमोग्लोबिन- एक प्रोटीन बहुअणु जिसमें चार पूरी तरह से स्वतंत्र उपइकाइयाँ होती हैं। प्रत्येक सबयूनिट हीम से संबद्ध है (हीम एक लौह युक्त कृत्रिम समूह है)।

हीमोग्लोबिन के लौह युक्त समूह में ऑक्सीजन के जुड़ने को रिश्तेदारी की अवधारणा द्वारा समझाया गया है। विभिन्न प्रोटीनों में ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण अलग-अलग होता है और प्रोटीन अणु की संरचना पर निर्भर करता है।

एक हीमोग्लोबिन अणु 4 ऑक्सीजन अणुओं को जोड़ सकता है। हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता निम्नलिखित कारकों से प्रभावित होती है: रक्त का तापमान (यह जितना कम होगा, उतना ही बेहतर यह ऑक्सीजन को बांधेगा, और इसकी वृद्धि ऑक्सी-हीमोग्लोबिन के टूटने को बढ़ावा देती है); क्षारीय रक्त प्रतिक्रिया.

पहले ऑक्सीजन अणुओं के जुड़ने के बाद, ग्लोबिन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं में गठनात्मक परिवर्तनों के परिणामस्वरूप हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन आत्मीयता बढ़ जाती है।
फेफड़ों में ऑक्सीजन से समृद्ध रक्त प्रणालीगत परिसंचरण में प्रवेश करता है (आराम की स्थिति में हृदय हर मिनट 5-6 लीटर रक्त पंप करता है, जबकि 250 - 300 मिलीलीटर O2 का परिवहन करता है)। गहन कार्य के दौरान, एक मिनट में पंपिंग गति 30-40 लीटर तक बढ़ जाती है, और रक्त द्वारा ले जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा 5-6 लीटर होती है।

एक बार काम करने वाली मांसपेशियों में (CO2 की उच्च सांद्रता और ऊंचे तापमान की उपस्थिति के कारण), ऑक्सीहीमोग्लोबिन का त्वरित विघटन होता है:

एच-एचबी-ओ2 -> एच-एचबी + ओ2​

चूँकि ऊतक में कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव रक्त की तुलना में अधिक होता है, ऑक्सीजन से मुक्त हीमोग्लोबिन विपरीत रूप से CO2 को बांधता है, जिससे कार्बामिनोहीमोग्लोबिन बनता है:

H-Hb + CO2 -> H-Hb-CO2​

जो फेफड़ों में कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन प्रोटॉन में टूट जाता है:

H-Hb-CO2 -> H + + Hb-+ CO2​

नकारात्मक रूप से आवेशित हीमोग्लोबिन अणुओं द्वारा हाइड्रोजन प्रोटॉन को निष्क्रिय कर दिया जाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड को पर्यावरण में छोड़ दिया जाता है:

एच + + एचबी -> एच-एचबी​

पूर्व-प्रारंभ अवस्था में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं और कार्यात्मक प्रणालियों की एक निश्चित सक्रियता के बावजूद, आराम की अवस्था से गहन कार्य में संक्रमण के दौरान, ऑक्सीजन की आवश्यकता और इसकी डिलीवरी के बीच एक निश्चित असंतुलन देखा जाता है। मांसपेशियों का काम करते समय शरीर को संतुष्ट करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा को शरीर की ऑक्सीजन मांग कहा जाता है। हालाँकि, ऑक्सीजन की बढ़ी हुई आवश्यकता को कुछ समय तक संतुष्ट नहीं किया जा सकता है, इसलिए श्वसन और संचार प्रणालियों की गतिविधि को मजबूत करने में कुछ समय लगता है। इसलिए, किसी भी गहन कार्य की शुरुआत अपर्याप्त ऑक्सीजन - ऑक्सीजन की कमी की स्थितियों में होती है।

यदि कम समय में अधिकतम शक्ति से कार्य किया जाए तो ऑक्सीजन की मांग इतनी अधिक होती है कि ऑक्सीजन के अधिकतम संभव अवशोषण से भी इसकी पूर्ति नहीं हो पाती। उदाहरण के लिए, 100 मीटर दौड़ने पर शरीर को 5-10% ऑक्सीजन की आपूर्ति होती है, और 90-95% ऑक्सीजन दौड़ पूरी होने के बाद आती है। काम पूरा होने के बाद जो अतिरिक्त ऑक्सीजन खर्च होती है उसे ऑक्सीजन ऋण कहा जाता है।

ऑक्सीजन का पहला भाग, जो क्रिएटिन फॉस्फेट (कार्य के दौरान विघटित) के पुनर्संश्लेषण के लिए जाता है, एलैक्टिक ऑक्सीजन ऋण कहलाता है; ऑक्सीजन का दूसरा भाग, जो लैक्टिक एसिड को खत्म करने और ग्लाइकोजन के पुनर्संश्लेषण के लिए जाता है, लैक्टेट ऑक्सीजन ऋण कहलाता है।

चित्रकला। विभिन्न शक्तियों पर दीर्घकालिक संचालन के दौरान ऑक्सीजन का प्रवाह, ऑक्सीजन की कमी और ऑक्सीजन ऋण। ए - हल्के काम के लिए, बी - भारी काम के लिए, और सी - थका देने वाले काम के लिए; मैं - रन-इन अवधि; II - ऑपरेशन के दौरान स्थिर (ए, बी) और झूठी स्थिर (सी) स्थिति; III - व्यायाम करने के बाद पुनर्प्राप्ति अवधि; 1 - एलेक्टिक, 2 - ऑक्सीजन ऋण के ग्लाइकोलाइटिक घटक (वोल्कोव एन.आई., 1986 के अनुसार)।

एलेक्टेट ऑक्सीजन ऋणअपेक्षाकृत जल्दी क्षतिपूर्ति करता है (30 सेकंड - 1 मिनट)। मांसपेशियों की गतिविधि की ऊर्जा आपूर्ति में क्रिएटिन फॉस्फेट के योगदान को दर्शाता है।

लैक्टेट ऑक्सीजन ऋणकाम पूरा होने पर 1.5-2 घंटे के भीतर पूरा मुआवजा दिया जाता है। ऊर्जा आपूर्ति में ग्लाइकोलाइटिक प्रक्रियाओं की हिस्सेदारी को इंगित करता है। लंबे समय तक गहन कार्य के दौरान, लैक्टेट ऑक्सीजन ऋण के निर्माण में अन्य प्रक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण अनुपात मौजूद होता है।

तंत्रिका ऊतक और हृदय की मांसपेशियों के ऊतकों में चयापचय प्रक्रियाओं को तेज किए बिना गहन मांसपेशीय कार्य करना असंभव है। हृदय की मांसपेशियों को सर्वोत्तम ऊर्जा आपूर्ति कई जैव रासायनिक और शारीरिक और शारीरिक विशेषताओं द्वारा निर्धारित होती है:
1. हृदय की मांसपेशी में बहुत बड़ी संख्या में रक्त केशिकाएं प्रवेश करती हैं, जिसके माध्यम से ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता के साथ रक्त प्रवाहित होता है।
2. सबसे सक्रिय एंजाइम एरोबिक ऑक्सीकरण हैं।
3. विश्राम के समय, फैटी एसिड, कीटोन बॉडी और ग्लूकोज का उपयोग ऊर्जा सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है। गहन मांसपेशियों के काम के दौरान, मुख्य ऊर्जा सब्सट्रेट लैक्टिक एसिड होता है।

तंत्रिका ऊतक में चयापचय प्रक्रियाओं की तीव्रता निम्नलिखित में व्यक्त की गई है:
1. रक्त में ग्लूकोज और ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाती है।
2. ग्लाइकोजन और फॉस्फोलिपिड्स की बहाली की दर बढ़ जाती है।
3. प्रोटीन का टूटना और अमोनिया का निर्माण बढ़ जाता है।
4. उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट भंडार की कुल मात्रा घट जाती है।

चूंकि जीवित ऊतकों में जैव रासायनिक परिवर्तन होते हैं, इसलिए उनका सीधे निरीक्षण और अध्ययन करना काफी समस्याग्रस्त है। इसलिए, चयापचय प्रक्रियाओं के बुनियादी पैटर्न को जानते हुए, उनके पाठ्यक्रम के बारे में मुख्य निष्कर्ष रक्त, मूत्र और साँस छोड़ने वाली वायु परीक्षणों के परिणामों के आधार पर निकाले जाते हैं। उदाहरण के लिए, मांसपेशियों की ऊर्जा आपूर्ति में क्रिएटिन फॉस्फेट प्रतिक्रिया के योगदान का आकलन रक्त में टूटने वाले उत्पादों (क्रिएटिन और क्रिएटिनिन) की एकाग्रता से किया जाता है। एरोबिक ऊर्जा आपूर्ति तंत्र की तीव्रता और क्षमता का सबसे सटीक संकेतक खपत की गई ऑक्सीजन की मात्रा है। ग्लाइकोलाइटिक प्रक्रियाओं के विकास के स्तर का आकलन काम के दौरान और आराम के पहले मिनटों में रक्त में लैक्टिक एसिड की सामग्री से किया जाता है। एसिड संतुलन संकेतकों में परिवर्तन हमें एनारोबिक चयापचय के अम्लीय चयापचयों का विरोध करने की शरीर की क्षमता के बारे में निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है।

मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान चयापचय प्रक्रियाओं की दर में परिवर्तन इस पर निर्भर करता है:
- कार्य में शामिल मांसपेशियों की कुल संख्या;
- मांसपेशियों के काम का तरीका (स्थिर या गतिशील);
- कार्य की तीव्रता और अवधि;
- अभ्यास के बीच दोहराव और विश्राम की संख्या।

कार्य में शामिल मांसपेशियों की संख्या के आधार पर, बाद वाले को स्थानीय (प्रदर्शन में सभी मांसपेशियों में से 1/4 से कम शामिल हैं), क्षेत्रीय और वैश्विक (3/4 से अधिक मांसपेशियां शामिल हैं) में विभाजित किया गया है।
स्थानीय कार्य(शतरंज, निशानेबाजी) - पूरे शरीर में जैव रासायनिक परिवर्तन किए बिना कामकाजी मांसपेशियों में परिवर्तन का कारण बनता है।
वैश्विक कार्य(चलना, दौड़ना, तैरना, स्कीइंग, हॉकी, आदि) - शरीर के सभी अंगों और ऊतकों में बड़े जैव रासायनिक परिवर्तन का कारण बनता है, श्वसन और हृदय प्रणाली की गतिविधि को सबसे अधिक सक्रिय करता है। कार्यशील मांसपेशियों की ऊर्जा आपूर्ति में एरोबिक प्रतिक्रियाओं का प्रतिशत बहुत अधिक है।
स्थैतिक मोडमांसपेशियों के संकुचन से केशिकाओं में सिकुड़न होती है, जिसका अर्थ है काम करने वाली मांसपेशियों को ऑक्सीजन और ऊर्जा सबस्ट्रेट्स की खराब आपूर्ति। अवायवीय प्रक्रियाएँ गतिविधि के लिए ऊर्जा आपूर्ति के रूप में कार्य करती हैं। स्थैतिक कार्य करने के बाद आराम करना गतिशील कम तीव्रता वाला कार्य होना चाहिए।
गतिशील मोडकाम करने से काम करने वाली मांसपेशियों को बेहतर ऑक्सीजन मिलती है, इसलिए बारी-बारी से मांसपेशियों का संकुचन एक प्रकार के पंप के रूप में कार्य करता है, जो केशिकाओं के माध्यम से रक्त को धकेलता है।

किए गए कार्य की शक्ति और उसकी अवधि पर जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की निर्भरता निम्नानुसार व्यक्त की गई है:
- शक्ति जितनी अधिक होगी (एटीपी क्षय की उच्च दर), अवायवीय एटीपी पुनर्संश्लेषण का अनुपात उतना ही अधिक होगा;
- वह शक्ति (तीव्रता) जिस पर ग्लाइकोलाइटिक ऊर्जा आपूर्ति प्रक्रियाओं की उच्चतम डिग्री हासिल की जाती है, कमी शक्ति कहलाती है।

अधिकतम संभव शक्ति को अधिकतम अवायवीय शक्ति के रूप में परिभाषित किया गया है। कार्य की शक्ति का कार्य की अवधि से विपरीत संबंध है: शक्ति जितनी अधिक होगी, जैव रासायनिक परिवर्तन उतनी ही तेजी से होंगे, जिससे थकान होगी।

जो कुछ कहा गया है, उससे कई सरल निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:
1) प्रशिक्षण प्रक्रिया के दौरान, विभिन्न संसाधनों (ऑक्सीजन, फैटी एसिड, कीटोन्स, प्रोटीन, हार्मोन और बहुत कुछ) की गहन खपत होती है। इसीलिए एथलीट के शरीर को लगातार उपयोगी पदार्थ (पोषण, विटामिन, पोषण संबंधी पूरक) प्रदान करने की आवश्यकता होती है। इस तरह के समर्थन के बिना, स्वास्थ्य को नुकसान होने की उच्च संभावना है।
2) "मुकाबला" मोड पर स्विच करते समय, मानव शरीर को भार के अनुकूल होने के लिए कुछ समय की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि आपको प्रशिक्षण के पहले मिनट से ही अपने ऊपर बहुत अधिक तनाव नहीं डालना चाहिए - आपका शरीर इसके लिए तैयार नहीं है।
3) वर्कआउट के अंत में, आपको यह भी याद रखना होगा कि, शरीर को उत्तेजित अवस्था से शांत अवस्था में आने में समय लगता है। इस समस्या को हल करने का एक अच्छा विकल्प कूल-डाउन (प्रशिक्षण की तीव्रता को कम करना) है।
4) मानव शरीर की अपनी सीमाएँ होती हैं (हृदय गति, दबाव, रक्त में पोषक तत्वों की मात्रा, पदार्थों के संश्लेषण की दर)। इसके आधार पर, आपको तीव्रता और अवधि के संदर्भ में अपने लिए इष्टतम प्रशिक्षण का चयन करने की आवश्यकता है, अर्थात। वह मध्य खोजें जिस पर आप अधिकतम सकारात्मक और न्यूनतम नकारात्मक प्राप्त कर सकें।
5) स्थैतिक और गतिशील दोनों का उपयोग किया जाना चाहिए!
6) हर चीज़ उतनी जटिल नहीं है जितनी पहली नज़र में लगती है..

आइए यहीं समाप्त करें।​

पी.एस. थकान के संबंध में, एक और लेख है (जिसके बारे में मैंने कल एक सार्वजनिक पोस्ट में भी लिखा था - "थकान के दौरान और आराम के दौरान जैव रासायनिक परिवर्तन।" यह इससे आधा लंबा और 3 गुना सरल है, लेकिन मुझे नहीं पता कि यह है या नहीं यहां पोस्ट करने लायक। इसका सार यह है कि यह सुपरकंपेंसेशन और "थकान विषाक्त पदार्थों" के बारे में यहां पोस्ट किए गए लेख का सारांश देता है (पूरी तस्वीर की संपूर्णता), मैं इसे टिप्पणियों में भी प्रस्तुत कर सकता हूं चाहे यह आवश्यक हो या नहीं.

मांसपेशीय तंत्र और उसके कार्य

संकुचन, कंकाल की मांसपेशियों का सामान्य अवलोकन)

मांसपेशियाँ दो प्रकार की होती हैं: चिकना(अनैच्छिक) और धारीदार(मनमाना)। चिकनी मांसपेशियाँ रक्त वाहिकाओं की दीवारों और कुछ आंतरिक अंगों में स्थित होती हैं। वे रक्त वाहिकाओं को संकुचित या फैलाते हैं, भोजन को जठरांत्र पथ के साथ ले जाते हैं, और मूत्राशय की दीवारों को सिकोड़ते हैं। धारीदार मांसपेशियाँ सभी कंकालीय मांसपेशियाँ हैं जो विभिन्न प्रकार की शारीरिक गतिविधियाँ प्रदान करती हैं। धारीदार मांसपेशियों में हृदय की मांसपेशी भी शामिल होती है, जो जीवन भर हृदय की लयबद्ध कार्यप्रणाली को स्वचालित रूप से सुनिश्चित करती है। मांसपेशियों का आधार प्रोटीन है, जो मांसपेशियों के ऊतकों (पानी को छोड़कर) का 80-85% हिस्सा बनाता है। मांसपेशी ऊतक का मुख्य गुण है सिकुड़न,यह संकुचनशील मांसपेशी प्रोटीन - एक्टिन और मायोसिन द्वारा प्रदान किया जाता है।

मांसपेशी ऊतक बहुत जटिल होता है। मांसपेशियों में एक रेशेदार संरचना होती है, प्रत्येक फाइबर लघु रूप में एक मांसपेशी होती है, इन तंतुओं के संयोजन से संपूर्ण मांसपेशी बनती है। मांसपेशी तंतु,बदले में, के होते हैं पेशीतंतुओंप्रत्येक मायोफाइब्रिल को वैकल्पिक प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। अंधेरे क्षेत्र - प्रोटोफाइब्रिल्स में अणुओं की लंबी श्रृंखलाएं होती हैं मायोसिन,हल्के धागे पतले प्रोटीन धागों से बनते हैं एक्टिना.जब मांसपेशी असंकुचित (शिथिल) अवस्था में होती है, तो एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स एक-दूसरे के सापेक्ष केवल आंशिक रूप से उन्नत होते हैं, प्रत्येक मायोसिन फिलामेंट विरोध में होता है और कई एक्टिन फिलामेंट्स से घिरा होता है। एक-दूसरे के सापेक्ष अधिक गहराई से आगे बढ़ने से व्यक्तिगत मांसपेशी फाइबर और संपूर्ण मांसपेशी के मायोफिब्रिल छोटे (संकुचित) हो जाते हैं (चित्र 2.3)।

अनेक तंत्रिका तंतु मांसपेशियों के पास आते हैं और चले जाते हैं (रिफ्लेक्स आर्क सिद्धांत) (चित्र 2.4)। मोटर (अपवाही) तंत्रिका तंतु मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी से आवेगों को संचारित करते हैं, जिससे मांसपेशियाँ काम करने की स्थिति में आ जाती हैं; संवेदी तंतु विपरीत दिशा में आवेगों को संचारित करते हैं, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को मांसपेशियों की गतिविधि के बारे में सूचित करते हैं। सहानुभूति तंत्रिका तंतुओं के माध्यम से, मांसपेशियों में चयापचय प्रक्रियाओं को विनियमित किया जाता है, जिससे उनकी गतिविधि बदली हुई कामकाजी परिस्थितियों और विभिन्न मांसपेशियों के भार के अनुकूल हो जाती है। प्रत्येक मांसपेशी में केशिकाओं का एक व्यापक नेटवर्क प्रवेश करता है, जिसके माध्यम से मांसपेशियों के कामकाज के लिए आवश्यक पदार्थ प्रवेश करते हैं और चयापचय उत्पाद समाप्त हो जाते हैं।

कंकाल की मांसपेशियां।कंकाल की मांसपेशियां मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली की संरचना का हिस्सा हैं, कंकाल की हड्डियों से जुड़ी होती हैं और, जब सिकुड़ती हैं, तो कंकाल और लीवर के अलग-अलग हिस्सों को स्थानांतरित करती हैं। वे अंतरिक्ष में शरीर और उसके हिस्सों की स्थिति को बनाए रखने में शामिल होते हैं, गर्मी पैदा करते हुए चलने, दौड़ने, चबाने, निगलने, सांस लेने आदि के दौरान गति प्रदान करते हैं। कंकाल की मांसपेशियों में तंत्रिका आवेगों के प्रभाव में उत्तेजित होने की क्षमता होती है। उत्तेजना सिकुड़ी हुई संरचनाओं (मायोफाइब्रिल्स) तक पहुंचाई जाती है, जो सिकुड़ते हुए एक निश्चित मोटर क्रिया - गति या तनाव करती है।

चावल। 2.3. मांसपेशियों का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व.

मांसपेशी (L) में मांसपेशी फाइबर होते हैं (बी),उनमें से प्रत्येक मायोफाइब्रिल्स से बना है (में)।मायोफिब्रिल (जी)मोटे और पतले मायोफिलामेंट्स (डी) से बना है। चित्र में एक सर्कोमियर दिखाया गया है, जो दोनों तरफ रेखाओं से घिरा है: 1 - आइसोट्रोपिक डिस्क, 2 - अनिसोट्रोपिक डिस्क, 3 - कम अनिसोट्रॉपी वाला क्षेत्र। मल्टीफाइब्रिल का अनुप्रस्थ मीडिया (4), मोटे और पतले मल्टीफिलामेंट्स के हेक्सागोनल वितरण का एक विचार देना

चावल। 2.4. सरलतम प्रतिवर्त चाप का आरेख:

1 - अभिवाही (संवेदनशील) न्यूरॉन, 2 - स्पाइनल नोड, 3 - इंटिरियरन, 4 .- रीढ़ की हड्डी का धूसर पदार्थ, 5 - अपवाही (मोटर) न्यूरॉन, 6 - मांसपेशियों में समाप्त होने वाली मोटर तंत्रिका; 7 - त्वचा में समाप्त होने वाली संवेदी तंत्रिका

याद रखें कि सभी कंकालीय मांसपेशी धारीदार मांसपेशियों से बनी होती हैं। मनुष्यों में इनकी संख्या लगभग 600 होती है और उनमें से अधिकांश युग्मित होते हैं। उनका वजन एक वयस्क के शरीर के कुल वजन का 35-40% होता है। कंकाल की मांसपेशियां बाहर की ओर घने संयोजी ऊतक झिल्ली से ढकी होती हैं। प्रत्येक मांसपेशी में एक सक्रिय भाग (मांसपेशी शरीर) और एक निष्क्रिय भाग (कण्डरा) होता है। मांसपेशियों को विभाजित किया गया है लंबा छोटाऔर चौड़ा।

वे मांसपेशियाँ जिनकी क्रिया विपरीत दिशा में निर्देशित होती है, कहलाती हैं एन्टागोनिस्टयूनिडायरेक्शनल - सहक्रियावादीविभिन्न स्थितियों में एक ही मांसपेशियाँ एक और दूसरी क्षमता में कार्य कर सकती हैं। मनुष्यों में, स्पिंडल-आकार और रिबन-आकार अधिक आम हैं। फ़्यूसीफ़ॉर्म मांसपेशियाँअंगों की लंबी हड्डी संरचनाओं के क्षेत्र में स्थित और कार्य करते हुए, उनके दो पेट (डिगैस्ट्रिक मांसपेशियां) और कई सिर (बाइसेप्स, ट्राइसेप्स, क्वाड्रिसेप्स मांसपेशियां) हो सकते हैं। रिबन की मांसपेशियाँअलग-अलग चौड़ाई होती है और आमतौर पर शरीर की दीवारों के कॉर्सेट निर्माण में भाग लेते हैं। पंख जैसी संरचना वाली मांसपेशियाँ, बड़ी संख्या में छोटी मांसपेशी संरचनाओं के कारण बड़े शारीरिक व्यास वाली, उन मांसपेशियों की तुलना में बहुत अधिक मजबूत होती हैं जिनमें तंतुओं की एक रैखिक (अनुदैर्ध्य) व्यवस्था होती है। पूर्व को मजबूत मांसपेशियां कहा जाता है जो छोटे-आयाम वाले आंदोलन करती हैं, बाद वाले को निपुण मांसपेशियां कहा जाता है जो बड़े आयाम वाले आंदोलनों में भाग लेती हैं। कार्यात्मक उद्देश्य और जोड़ों में गति की दिशा के अनुसार मांसपेशियों को प्रतिष्ठित किया जाता है फ्लेक्सर्सऔर विस्तारक, योजकऔर उदर, स्फिंक्टर(संपीड़ित) और विस्तारक.

मांसपेशियों की ताकतभार के भार से निर्धारित होता है कि वह अपनी लंबाई बदले बिना एक निश्चित ऊंचाई तक उठा सकता है (या अधिकतम उत्तेजना पर पकड़ बनाने में सक्षम है)। एक मांसपेशी की ताकत मांसपेशी फाइबर की ताकतों और उनकी सिकुड़न के योग पर निर्भर करती है; मांसपेशियों में मांसपेशी फाइबर की संख्या और कार्यात्मक इकाइयों की संख्या पर,तनाव विकसित होने पर एक साथ उत्तेजित होना; से मूल मांसपेशी की लंबाई(पूर्व-विस्तारित मांसपेशी अधिक ताकत विकसित करती है); से कंकाल की हड्डियों के साथ संपर्क की स्थितियाँ।

सिकुड़नामांसपेशियों की विशेषता इसकी है पूर्ण बल,वे। मांसपेशी फाइबर के प्रति 1 सेमी 2 क्रॉस-सेक्शन पर बल। इस सूचक की गणना करने के लिए, मांसपेशियों की ताकत को क्षेत्र से विभाजित किया जाता है इसका शारीरिक व्यास(यानी, मांसपेशियों को बनाने वाले सभी मांसपेशी फाइबर के क्षेत्रों का योग)। उदाहरण के लिए: औसत व्यक्ति में गैस्ट्रोकनेमियस मांसपेशी की ताकत (मांसपेशी क्रॉस-सेक्शन के प्रति 1 सेमी 2) होती है। - 6.24; गर्दन विस्तारक - 9.0; ट्राइसेप्स ब्राची मांसपेशी - 16.8 किग्रा।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र संकुचन में शामिल कार्यात्मक इकाइयों की संख्या और साथ ही उन्हें भेजे गए आवेगों की आवृत्ति को बदलकर मांसपेशियों के संकुचन के बल को नियंत्रित करता है। पल्स आवृत्ति में वृद्धि से वोल्टेज में वृद्धि होती है।

मांसपेशियों का काम.मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया के दौरान, संभावित रासायनिक ऊर्जा तनाव की संभावित यांत्रिक ऊर्जा और गति की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। आंतरिक और बाह्य कार्य में अंतर है। आंतरिक कार्य इसके संकुचन के दौरान मांसपेशी फाइबर में घर्षण से जुड़ा होता है। किसी व्यक्ति के अपने शरीर, भार या शरीर के अलग-अलग हिस्सों (गतिशील कार्य) को अंतरिक्ष में ले जाने पर बाहरी कार्य स्वयं प्रकट होता है। यह पेशीय प्रणाली के दक्षता कारक (दक्षता) द्वारा विशेषता है, अर्थात। कुल ऊर्जा व्यय के लिए किए गए कार्य का अनुपात (मानव मांसपेशियों के लिए दक्षता 15-20% है; शारीरिक रूप से विकसित, प्रशिक्षित लोगों के लिए यह आंकड़ा थोड़ा अधिक है)।

स्थिर प्रयासों (गति के बिना) के साथ, हम भौतिकी के दृष्टिकोण से काम के बारे में नहीं, बल्कि काम के बारे में बात कर सकते हैं, जिसका मूल्यांकन शरीर की शारीरिक ऊर्जा लागत से किया जाना चाहिए।

एक अंग के रूप में मांसपेशी.सामान्य तौर पर, एक अंग के रूप में मांसपेशी एक जटिल संरचनात्मक संरचना है जो कुछ कार्य करती है और इसमें 72-80% पानी और 16-20% सघन पदार्थ होता है। मांसपेशी फाइबर में कोशिका नाभिक, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम, संवेदनशील तंत्रिका संरचनाएं - प्रोप्रियोसेप्टर और अन्य कार्यात्मक तत्व होते हैं जो प्रोटीन संश्लेषण, ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड के पुनर्संश्लेषण, मांसपेशी कोशिका के भीतर पदार्थों के परिवहन आदि प्रदान करते हैं। मांसपेशी फाइबर के कामकाज के दौरान। मांसपेशियों का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक और कार्यात्मक गठन एक मोटर, या न्यूरोमोटर, इकाई है, जिसमें एक मोटर न्यूरॉन और इसके द्वारा संक्रमित मांसपेशी फाइबर शामिल होते हैं। संकुचन की क्रिया में शामिल मांसपेशी फाइबर की संख्या के आधार पर छोटी, मध्यम और बड़ी मोटर इकाइयाँ होती हैं।

संयोजी ऊतक परतों और झिल्लियों की एक प्रणाली मांसपेशी फाइबर को एक एकल कार्य प्रणाली में जोड़ती है, जो टेंडन की मदद से मांसपेशियों के संकुचन के दौरान होने वाले कर्षण को कंकाल की हड्डियों तक पहुंचाती है।

संपूर्ण मांसपेशी रक्त वाहिकाओं और लसीका शाखाओं के एक शाखित नेटवर्क द्वारा प्रवेश करती है। चूसने वाले. लाल मांसपेशी फाइबरकी तुलना में रक्त वाहिकाओं का सघन नेटवर्क होता है सफ़ेद।उनके पास ग्लाइकोजन और लिपिड की एक बड़ी आपूर्ति है, जो महत्वपूर्ण टॉनिक गतिविधि, लंबे समय तक तनाव सहने और लंबे समय तक गतिशील कार्य करने की क्षमता से प्रतिष्ठित हैं। प्रत्येक लाल फाइबर में सफेद फाइबर की तुलना में अधिक माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं - ऊर्जा जनरेटर और आपूर्तिकर्ता, 3-5 केशिकाओं से घिरे होते हैं, और यह लाल फाइबर को अधिक तीव्र रक्त आपूर्ति और उच्च स्तर की चयापचय प्रक्रियाओं के लिए स्थितियां बनाता है।

सफेद मांसपेशी फाइबरमायोफाइब्रिल्स लाल फाइबर के मायोफाइब्रिल्स की तुलना में अधिक मोटे और मजबूत होते हैं, वे जल्दी सिकुड़ते हैं, लेकिन लंबे समय तक तनाव में रहने में सक्षम नहीं होते हैं; श्वेत पदार्थ माइटोकॉन्ड्रिया में केवल एक केशिका होती है। अधिकांश मांसपेशियों में अलग-अलग अनुपात में लाल और सफेद फाइबर होते हैं। इसमें मांसपेशीय तंतु भी होते हैं टॉनिक(इसके प्रसार के बिना स्थानीय उत्तेजना में सक्षम); चरण,संकुचन और विश्राम दोनों के साथ उत्तेजना की फैलती लहर का जवाब देने में सक्षम; संक्रमणकालीन, दोनों गुणों का संयोजन।

मांसपेशी पंप- मांसपेशियों के कार्य और स्वयं की रक्त आपूर्ति पर इसके प्रभाव से जुड़ी एक शारीरिक अवधारणा। इसकी मुख्य क्रिया इस प्रकार प्रकट होती है: कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, उनमें धमनी रक्त का प्रवाह धीमा हो जाता है और नसों के माध्यम से इसका बहिर्वाह तेज हो जाता है; विश्राम की अवधि के दौरान, शिरापरक बहिर्वाह कम हो जाता है, और धमनी प्रवाह अपने अधिकतम तक पहुँच जाता है। रक्त और ऊतक द्रव के बीच पदार्थों का आदान-प्रदान केशिका दीवार के माध्यम से होता है।

चावल। 2.5. में होने वाली प्रक्रियाओं का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व

उत्तेजना पर अन्तर्ग्रथन:

1 - सिनेप्टिक वेसिकल्स, 2 - प्रीसानेप्टिक झिल्ली, 3 - मध्यस्थ, 4 - पोस्ट-सिनैप्टिक झिल्ली, 5 - सिनैप्टिक फांक

मांसपेशियों के तंत्रमांसपेशियों के कार्यों को विभिन्न द्वारा नियंत्रित किया जाता है कटौती केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) के विभाग, जो बड़े पैमाने पर उनकी बहुमुखी गतिविधि की प्रकृति का निर्धारण करते हैं

(आंदोलन के चरण, टॉनिक तनाव, आदि)। रिसेप्टर्समोटर उपकरण मोटर विश्लेषक के अभिवाही तंतुओं को जन्म देता है, जो रीढ़ की हड्डी तक जाने वाली मिश्रित (अभिवाही-अभिवाही) तंत्रिकाओं के 30-50% तंतुओं का निर्माण करते हैं। मांसपेशियों में संकुचन के कारण आवेग उत्पन्न होते हैं जो मांसपेशियों में संवेदना का स्रोत होते हैं - किनेस्थेसिया.

तंत्रिका तंतु से मांसपेशी तंतु तक उत्तेजना का स्थानांतरण होता है न्यूरोमस्क्यूलर संधि(चित्र 2.5), जिसमें एक स्लिट द्वारा अलग की गई दो झिल्लियाँ होती हैं - प्रीसानेप्टिक (तंत्रिका मूल) और पोस्टसिनेप्टिक (मांसपेशी मूल)। तंत्रिका आवेग के संपर्क में आने पर, एसिटाइलकोलाइन का क्वांटा जारी होता है, जिससे एक विद्युत क्षमता प्रकट होती है जो मांसपेशी फाइबर को उत्तेजित कर सकती है। सिनैप्स के माध्यम से तंत्रिका आवेग संचरण की गति तंत्रिका फाइबर की तुलना में हजारों गुना कम है। यह केवल मांसपेशियों की दिशा में उत्तेजना का संचालन करता है। आम तौर पर, एक सेकंड में 150 आवेग स्तनधारी न्यूरोमस्कुलर जंक्शन से गुजर सकते हैं। थकान (या विकृति विज्ञान) के साथ, न्यूरोमस्कुलर अंत की गतिशीलता कम हो जाती है, और आवेगों की प्रकृति बदल सकती है।

मांसपेशियों के संकुचन का रसायन और ऊर्जा।मांसपेशियों में संकुचन और तनाव प्रवेश करते समय होने वाले रासायनिक परिवर्तनों के दौरान निकलने वाली ऊर्जा के कारण होता है

तंत्रिका आवेग वाली मांसपेशी या उस पर सीधी जलन लागू करना। मांसपेशियों में रासायनिक परिवर्तन इस प्रकार होते हैं ऑक्सीजन की उपस्थिति में(एरोबिक परिस्थितियों में) और उसकी अनुपस्थिति में(अवायवीय परिस्थितियों में)।

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) का दरार और पुनर्संश्लेषण।मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत एटीपी (कोशिका झिल्ली, रेटिकुलम और मायोसिन फिलामेंट्स में पाया जाता है) का एडेनोसिन डिपोस्फोरिक एसिड (एडीपी) और फॉस्फोरिक एसिड में टूटना है। इस मामले में, एटीपी अणु के प्रत्येक ग्राम से 10,000 कैलोरी निकलती है:

एटीपी = एडीपी + एच3पीओ4 + 10,000 कैलोरी।

आगे के परिवर्तनों के दौरान, एडीपी को एडेनिलिक एसिड में डिफॉस्फोराइलेट किया जाता है। एटीपी का टूटना प्रोटीन एंजाइम एक्टोमीओसिन (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेटेज़) द्वारा प्रेरित होता है। यह आराम के समय सक्रिय नहीं होता है; यह मांसपेशी फाइबर के उत्तेजित होने पर सक्रिय होता है। बदले में, एटीपी मायोसिन फिलामेंट्स पर कार्य करता है, जिससे उनकी विस्तारशीलता बढ़ जाती है। सीए आयनों के प्रभाव में एक्टोमीओसिन गतिविधि बढ़ जाती है, जो आराम करने पर सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में स्थित होते हैं।

मांसपेशियों में एटीपी भंडार नगण्य हैं और, उनकी गतिविधि को बनाए रखने के लिए, निरंतर एटीपी पुनर्संश्लेषण आवश्यक है। यह क्रिएटिन फॉस्फेट (सीआरपी) के क्रिएटिन (सीआर) और फॉस्फोरिक एसिड (एनारोबिक चरण) में टूटने से प्राप्त ऊर्जा के कारण होता है। एंजाइमों की मदद से, केआरपी से फॉस्फेट समूह को तुरंत एडीपी (एक सेकंड के हजारवें हिस्से के भीतर) में स्थानांतरित किया जाता है। इस मामले में, सीआरपी के प्रत्येक मोल के लिए, 46 kJ जारी होता है:

इस प्रकार, अंतिम प्रक्रिया जो मांसपेशियों के सभी ऊर्जा व्यय को प्रदान करती है वह ऑक्सीकरण प्रक्रिया है।इस बीच, मांसपेशियों की दीर्घकालिक गतिविधि तभी संभव है जब इसमें ऑक्सीजन की पर्याप्त आपूर्ति हो अवायवीय परिस्थितियों में ऊर्जा जारी करने में सक्षम पदार्थों की सामग्री धीरे-धीरे कम हो जाती है।इसके अलावा, लैक्टिक एसिड जमा हो जाता है; अम्लीय पक्ष की प्रतिक्रिया में बदलाव एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं को बाधित करता है और चयापचय में अवरोध और अव्यवस्था पैदा कर सकता है और मांसपेशियों के प्रदर्शन में कमी हो सकती है। अधिकतम, सबमैक्सिमल और उच्च तीव्रता (शक्ति) के काम के दौरान मानव शरीर में समान स्थितियां उत्पन्न होती हैं, उदाहरण के लिए, छोटी और मध्यम दूरी की दौड़ के दौरान। विकसित हाइपोक्सिया (ऑक्सीजन की कमी) के कारण, एटीपी पूरी तरह से बहाल नहीं होता है, एक तथाकथित ऑक्सीजन ऋण उत्पन्न होता है और लैक्टिक एसिड जमा हो जाता है।

एटीपी का एरोबिक पुनर्संश्लेषण(समानार्थक शब्द: ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण, ऊतक श्वसन) - अवायवीय ऊर्जा उत्पादन से 20 गुना अधिक प्रभावी।अवायवीय गतिविधि के दौरान और दीर्घकालिक कार्य की प्रक्रिया में संचित लैक्टिक एसिड का हिस्सा कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (इसका 1/4-1/6) में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा का उपयोग लैक्टिक एसिड के शेष हिस्सों को बहाल करने के लिए किया जाता है। ग्लूकोज और ग्लाइकोजन में, एटीपी और केआरएफ के पुनर्संश्लेषण को सुनिश्चित करते हुए। ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की ऊर्जा का उपयोग मांसपेशियों की तत्काल गतिविधि के लिए आवश्यक कार्बोहाइड्रेट के पुनर्संश्लेषण के लिए भी किया जाता है।

सामान्य तौर पर, कार्बोहाइड्रेट मांसपेशियों के काम के लिए सबसे बड़ी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज के एरोबिक ऑक्सीकरण के दौरान, 38 एटीपी अणु बनते हैं (तुलना के लिए: कार्बोहाइड्रेट के अवायवीय टूटने के दौरान, केवल 2 एटीपी अणु बनते हैं)।

एरोबिक मार्ग परिनियोजन समयएटीपी का गठन 3-4 मिनट (प्रशिक्षित लोगों के लिए - 1 मिनट तक) है, अधिकतम शक्ति 350-450 कैलोरी/मिनट/किग्रा है, अधिकतम शक्ति बनाए रखने का समय दसियों मिनट है। यदि आराम के समय एटीपी के एरोबिक पुनर्संश्लेषण की दर कम है, तो शारीरिक गतिविधि के दौरान इसकी शक्ति अधिकतम हो जाती है और साथ ही एरोबिक मार्ग घंटों तक काम कर सकता है। यह अत्यधिक किफायती भी है: इस प्रक्रिया के दौरान शुरुआती पदार्थों का अंतिम उत्पाद CO2 और NaO में गहरा अपघटन होता है। इसके अलावा, एटीपी पुनर्संश्लेषण का एरोबिक मार्ग सब्सट्रेट के उपयोग में इसकी बहुमुखी प्रतिभा से अलग है: शरीर के सभी कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीकृत होते हैं (अमीनो एसिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, फैटी एसिड, कीटोन बॉडी, आदि)।

हालाँकि, एटीपी पुनर्संश्लेषण की एरोबिक विधि के नुकसान भी हैं: 1) इसमें ऑक्सीजन की खपत की आवश्यकता होती है, जिसकी मांसपेशियों के ऊतकों तक डिलीवरी श्वसन और हृदय प्रणालियों द्वारा सुनिश्चित की जाती है, जो स्वाभाविक रूप से उनके तनाव से जुड़ी होती है; 2) माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की स्थिति और गुणों को प्रभावित करने वाला कोई भी कारक एटीपी के गठन को बाधित करता है; 3) एरोबिक एटीपी गठन का विकास समय में लंबा और कम शक्ति में होता है।

अधिकांश खेलों में की जाने वाली मांसपेशियों की गतिविधि को एटीपी पुनर्संश्लेषण की एरोबिक प्रक्रिया द्वारा पूरी तरह से सुनिश्चित नहीं किया जा सकता है, और शरीर को एटीपी गठन के अवायवीय तरीकों को अतिरिक्त रूप से शामिल करने के लिए मजबूर किया जाता है, जिसमें कम तैनाती का समय और प्रक्रिया की अधिक अधिकतम शक्ति होती है ( यानी एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा, "प्रति इकाई समय में बनती है) - एटीपी का 1 मोल 7.3 कैलोरी, या 40 जे (1 कैलोरी == 4.19 जे) से मेल खाता है।

ऊर्जा निर्माण की अवायवीय प्रक्रियाओं पर लौटते हुए, यह स्पष्ट किया जाना चाहिए कि वे कम से कम दो प्रकार की प्रतिक्रियाओं में होती हैं: 1. क्रिएटिन फॉस्फोकाइनेज -जब सीआरपी को विभाजित किया जाता है, तो फॉस्फोरस समूह एडीपी में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे एटीपी का पुन: संश्लेषण होता है। लेकिन मांसपेशियों में क्रिएटिन फॉस्फेट का भंडार छोटा है और यह इस प्रकार की प्रतिक्रिया के तेजी से (2-4 सेकंड के भीतर) विलुप्त होने का कारण बनता है। 2. ग्लाइकोलाइटिक(ग्लाइकोलाइसिस) - गहन कार्य के 2-3 मिनट के भीतर, अधिक धीरे-धीरे विकसित होता है। ग्लाइकोलाइसिस मांसपेशियों के ग्लाइकोजन भंडार और रक्त ग्लूकोज के फॉस्फोराइलेशन से शुरू होता है। इस प्रक्रिया की ऊर्जा कई मिनटों की कड़ी मेहनत के लिए पर्याप्त है। इस स्तर पर, ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेशन का पहला चरण पूरा हो जाता है और ऑक्सीडेटिव प्रक्रिया की तैयारी होती है। फिर ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रिया का दूसरा चरण आता है - डिहाइड्रोजनीकरण और तीसरा - एडीपी से एटीपी में कमी। ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रिया लैक्टिक एसिड के दो अणुओं के निर्माण के साथ समाप्त होती है, जिसके बाद श्वसन प्रक्रियाएं सामने आती हैं (3-5 मिनट के काम पर), जब अवायवीय प्रतिक्रियाओं के दौरान बनने वाला लैक्टिक एसिड (लैक्टेट) ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है।

एटीपी पुनर्संश्लेषण के क्रिएटिन फॉस्फेट अवायवीय मार्ग का आकलन करने के लिए जैव रासायनिक संकेतक क्रिएटिनिन गुणांक और एलेक्टिक (लैक्टिक एसिड के बिना) ऑक्सीजन ऋण हैं। क्रिएटिनिन अनुपात- शरीर के वजन के प्रति 1 किलो प्रति दिन मूत्र में क्रिएटिनिन का उत्सर्जन होता है। पुरुषों में, क्रिएटिनिन उत्सर्जन 18-32 मिलीग्राम/दिन x किलोग्राम तक होता है, और महिलाओं में - 10-25 मिलीग्राम/दिन x किलोग्राम होता है। क्रिएटिन फॉस्फेट की सामग्री और क्रिएटिनिन के निर्माण के बीच एक रैखिक संबंध है। इसलिए, क्रिएटिनिन गुणांक का उपयोग करके, इस एटीपी पुनर्संश्लेषण मार्ग की संभावित क्षमताओं का आकलन किया जा सकता है।

लैक्टिक एसिड के संचय के कारण शरीर में होने वाले जैव रासायनिक परिवर्तनग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप। यदि ग्रीवा गतिविधि की शुरुआत से पहले आराम करें लैक्टेट एकाग्रतारक्त में 1-2 mmol/l है, तो 2-3 मिनट के लिए गहन, अल्पकालिक व्यायाम के बाद यह मान 18-20 mmol/l तक पहुँच सकता है। रक्त में लैक्टिक एसिड के संचय को दर्शाने वाला एक अन्य संकेतक है रक्त कण(पीएच): आराम के समय 7.36, व्यायाम के बाद घटकर 7.0 या अधिक हो जाता है। रक्त में लैक्टेट का संचय इसका निर्धारण करता है क्षारीय आरक्षित -सभी रक्त बफर प्रणालियों के क्षारीय घटक।

तीव्र मांसपेशी गतिविधि का अंत ऑक्सीजन की खपत में कमी के साथ होता है - शुरू में तेजी से, फिर धीरे-धीरे। इस संबंध में वे प्रकाश डालते हैं ऑक्सीजन ऋण के दो घटक:तेज़ (एलैक्टेट) और धीमा (लैक्टेट)। लैक्टेट -यह ऑक्सीजन की वह मात्रा है जिसका उपयोग काम खत्म करने के बाद लैक्टिक एसिड को खत्म करने के लिए किया जाता है: एक छोटा हिस्सा जे-बीओ और सीओए में ऑक्सीकृत हो जाता है, बड़ा हिस्सा ग्लाइकोजन में परिवर्तित हो जाता है। इस परिवर्तन के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में एटीपी की आवश्यकता होती है, जो ऑक्सीजन के कारण एरोबिक रूप से बनता है, जिसका गठन होता है लैक्टेट ऋण.लैक्टेट चयापचय यकृत और मायोकार्डियल कोशिकाओं में होता है।

कार्य को पूर्णतः सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा कहलाती है ऑक्सीजन की मांग.उदाहरण के लिए, 400 मीटर की दौड़ में, ऑक्सीजन की मांग लगभग 27 लीटर है। विश्व रिकॉर्ड स्तर पर दूरी तय करने का समय लगभग 40 सेकंड है। अध्ययनों से पता चला है कि इस दौरान एथलीट 02 का 3-4 लीटर अवशोषित करता है। इसलिए, 24 लीटर है कुल ऑक्सीजन ऋण(लगभग 90% ऑक्सीजन की मांग), जो दौड़ के बाद समाप्त हो जाती है।

100 मीटर दौड़ में, ऑक्सीजन ऋण मांग के 96% तक पहुंच सकता है। 800 मीटर की दौड़ में, अवायवीय प्रतिक्रियाओं का हिस्सा थोड़ा कम हो जाता है - 77% तक, 10,000 मीटर की दौड़ में - 10% तक, यानी। ऊर्जा का प्रमुख भाग श्वसन (एरोबिक) प्रतिक्रियाओं के माध्यम से आपूर्ति किया जाता है।

मांसपेशी विश्राम का तंत्र.जैसे ही तंत्रिका आवेग मांसपेशी फाइबर में प्रवेश करना बंद कर देते हैं, Ca2 आयन, तथाकथित कैल्शियम पंप की कार्रवाई के तहत, एटीपी की ऊर्जा के कारण, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सिस्टर्न में चले जाते हैं और सार्कोप्लाज्म में उनकी एकाग्रता प्रारंभिक स्तर तक कम हो जाती है। स्तर। इससे ट्रोपोनिन की संरचना में परिवर्तन होता है, जो एक्टिन फिलामेंट्स के एक निश्चित क्षेत्र में ट्रोपोमायोसिन को ठीक करके मोटे और पतले फिलामेंट्स के बीच क्रॉस ब्रिज के निर्माण को असंभव बना देता है। मांसपेशी फाइबर के आसपास कोलेजन धागे में मांसपेशियों के संकुचन के दौरान उत्पन्न होने वाली लोचदार ताकतों के कारण, विश्राम पर यह अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इस प्रकार, मांसपेशियों में छूट, या विश्राम की प्रक्रिया, साथ ही मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके की जाती है।

मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान, मांसपेशियों में संकुचन और विश्राम की प्रक्रियाएँ बारी-बारी से होती हैं और इसलिए, मांसपेशियों की गति-शक्ति गुण समान रूप से मांसपेशियों के संकुचन की गति और मांसपेशियों की आराम करने की क्षमता पर समान रूप से निर्भर करते हैं।

चिकनी मांसपेशी फाइबर की संक्षिप्त विशेषताएं।चिकनी मांसपेशी फाइबर में मायोफाइब्रिल्स की कमी होती है। पतले तंतु (एक्टिन) सरकोलेममा से जुड़े होते हैं, मोटे तंतु (मायोसिन) मांसपेशी कोशिकाओं के अंदर स्थित होते हैं। चिकनी मांसपेशी फाइबर में भी Ca आयनों वाले सिस्टर्न की कमी होती है। तंत्रिका आवेग के प्रभाव में, Ca आयन धीरे-धीरे बाह्यकोशिकीय द्रव से सार्कोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और तंत्रिका आवेगों का आना बंद होने के बाद धीरे-धीरे बाहर निकल जाते हैं। इसलिए, चिकनी मांसपेशी फाइबर धीरे-धीरे सिकुड़ते हैं और धीरे-धीरे आराम करते हैं।

कंकाल का सामान्य अवलोकन मानव मांसपेशियां.धड़ की मांसपेशियाँ(चित्र 2.6 और 2.7) में छाती, पीठ और पेट की मांसपेशियां शामिल हैं। छाती की मांसपेशियाँ ऊपरी अंगों की गतिविधियों में शामिल होती हैं, और स्वैच्छिक और अनैच्छिक श्वसन गतिविधियाँ भी प्रदान करती हैं। छाती की श्वसन मांसपेशियों को बाहरी और आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियां कहा जाता है। श्वसन मांसपेशियों में डायाफ्राम भी शामिल है। पीठ की मांसपेशियाँ सतही और गहरी मांसपेशियों से बनी होती हैं। सतही ऊपरी अंगों, सिर और गर्दन की कुछ गतिविधियां प्रदान करते हैं। गहरे ("ट्रंक के रेक्टिफायर") कशेरुकाओं की स्पिनस प्रक्रियाओं से जुड़े होते हैं और रीढ़ की हड्डी के साथ खिंचते हैं। पीठ की मांसपेशियाँ शरीर की ऊर्ध्वाधर स्थिति को बनाए रखने में शामिल होती हैं; मजबूत तनाव (संकुचन) के साथ, वे शरीर को पीछे की ओर झुकाती हैं। पेट की मांसपेशियां उदर गुहा (पेट) के अंदर दबाव बनाए रखती हैं, शरीर की कुछ गतिविधियों (धड़ को आगे की ओर झुकाना, झुकना और बगल की ओर मुड़ना) और सांस लेने की प्रक्रिया में भाग लेती हैं।

सिर और गर्दन की मांसपेशियाँ -नकल करना, चबाना और सिर और गर्दन को हिलाना। चेहरे की मांसपेशियां एक छोर पर हड्डी से जुड़ी होती हैं, दूसरे छोर पर चेहरे की त्वचा से, कुछ त्वचा में शुरू और समाप्त हो सकती हैं। चेहरे की मांसपेशियां चेहरे की त्वचा को गति प्रदान करती हैं, व्यक्ति की विभिन्न मानसिक स्थितियों को दर्शाती हैं, भाषण के साथ-साथ संचार में महत्वपूर्ण होती हैं। जब चबाने वाली मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, तो वे निचले जबड़े को आगे और बगल की ओर खिसका देती हैं। गर्दन की मांसपेशियां सिर की गतिविधियों में शामिल होती हैं। मांसपेशियों का पिछला समूह, जिसमें सिर के पीछे की मांसपेशियां भी शामिल हैं, टॉनिक ("टोन" शब्द से) संकुचन के साथ सिर को सीधी स्थिति में रखता है।

चावल। 2.6. शरीर के अगले आधे भाग की मांसपेशियाँ (सिल्वानोविच के अनुसार):

1 - टेम्पोरल मांसपेशी, 2 - मासेटर मांसपेशी, 3 - स्टर्नोक्लेडोमैस्टायड मांसपेशी, 4 - पेक्टोरलिस प्रमुख मांसपेशी, 5 - मध्य स्केलीन मांसपेशी, बी - पेट की बाहरी तिरछी मांसपेशी, 7 - विशाल मेडियालिस, 8 - विशाल लेटरलिस, 9 - रेक्टस फेमोरिस मांसपेशी, 10 - सार्टोरियस, 11 - कोमल मांसपेशी 12 - आंतरिक तिरछी पेट की मांसपेशी, 13 - रेक्टस एब्डोमिनिस मांसपेशी, 14 - बाइसेप्स ब्राची मांसपेशी, 15 ~ बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां, 16 - ऑर्बिक्युलिस ऑरिस मांसपेशी, 17 - ऑर्बिक्युलिस ऑकुली मांसपेशी, 18 - ललाट पेशी

ऊपरी अंगों की मांसपेशियाँकंधे की कमर, कंधे, अग्रबाहु को गति प्रदान करें और हाथ और उंगलियों को हिलाएं। मुख्य प्रतिपक्षी मांसपेशियां कंधे की बाइसेप्स (फ्लेक्सर) और ट्राइसेप्स (एक्सटेंसर) मांसपेशियां हैं। ऊपरी अंग और सबसे बढ़कर, हाथ की हरकतें बेहद विविध हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि हाथ मानव श्रम अंग के रूप में कार्य करता है।

चावल। 2.7. शरीर के पिछले आधे भाग की मांसपेशियाँ (सिल्वानोविच के अनुसार):

1 - रॉमबॉइड मांसपेशी, 2 - रेक्टिफायर धड़, 3 - ग्लूटल मांसपेशी की गहरी मांसपेशियाँ, 4 - बाइसेप्स फेमोरिस मांसपेशी, 5 - पिंडली की मांसपेशी, 6 - एच्लीस टेंडन, 7 - ग्लूटस मैक्सिमस मांसपेशी, 8 - लैटिसिमस स्किपाए मांसपेशी, 9 - डेल्टॉइड, 10 - ट्रेपेज़ियस मांसपेशी

निचले छोरों की मांसपेशियाँकूल्हे, निचले पैर और पैर को गति प्रदान करें। जांघ की मांसपेशियां शरीर की सीधी स्थिति बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, लेकिन मनुष्यों में वे अन्य कशेरुकियों की तुलना में अधिक विकसित होती हैं। निचले पैर की गतिविधियों को अंजाम देने वाली मांसपेशियां जांघ पर स्थित होती हैं (उदाहरण के लिए, क्वाड्रिसेप्स मांसपेशी, जिसका कार्य घुटने के जोड़ पर निचले पैर को फैलाना है; इस मांसपेशी का प्रतिपक्षी बाइसेप्स फेमोरिस मांसपेशी है)। पैर और पैर की उंगलियां निचले पैर और पैर में स्थित मांसपेशियों द्वारा संचालित होती हैं। पैर की उंगलियों का लचीलापन तलवों पर स्थित मांसपेशियों के संकुचन और पैर और पैर की पूर्वकाल सतह की मांसपेशियों के विस्तार द्वारा किया जाता है। जांघ, पैर और पैर की कई मांसपेशियां मानव शरीर को सीधी स्थिति में बनाए रखने में शामिल होती हैं।

साथमांसपेशी फाइबर संरचना और संकुचन।

जीवित तंत्र में मांसपेशियों का संकुचन एक यांत्रिक रासायनिक प्रक्रिया है। आधुनिक विज्ञान इसे जैविक गतिशीलता का सबसे उत्तम रूप मानता है। जैविक वस्तुओं ने अंतरिक्ष में घूमने के तरीके के रूप में मांसपेशी फाइबर के संकुचन को "विकसित" किया (जिससे उनकी जीवन क्षमताओं में काफी विस्तार हुआ)।

मांसपेशियों में संकुचन एक तनाव चरण से पहले होता है, जो रासायनिक ऊर्जा को सीधे यांत्रिक ऊर्जा में और अच्छी दक्षता (30-50%) के साथ परिवर्तित करके किए गए कार्य का परिणाम है। तनाव चरण में संभावित ऊर्जा का संचय मांसपेशियों को संभावित संकुचन की स्थिति में लाता है, लेकिन अभी तक इसका एहसास नहीं हुआ है।

जानवरों और मनुष्यों के पास है (और मनुष्यों का मानना ​​है कि उनका पहले से ही अच्छी तरह से अध्ययन किया जा चुका है) मांसपेशियाँ दो मुख्य प्रकार की होती हैं:धारीदार और चिकना. धारीदार मांसपेशियाँया कंकाल हड्डियों से जुड़े होते हैं (हृदय की मांसपेशी के धारीदार तंतुओं को छोड़कर, जो संरचना में कंकाल की मांसपेशियों से भिन्न होते हैं)। चिकना मांसपेशियोंआंतरिक अंगों और त्वचा के ऊतकों को सहारा देता है और रक्त वाहिकाओं की दीवारों, साथ ही आंतों की मांसपेशियों का निर्माण करता है।

वे खेलों की जैव रसायन का अध्ययन करते हैं कंकाल की मांसपेशियां, खेल परिणामों के लिए "विशेष रूप से जिम्मेदार"।

एक मांसपेशी (एक स्थूल वस्तु से संबंधित स्थूल गठन के रूप में) व्यक्ति से बनी होती है मांसपेशी फाइबर(सूक्ष्म संरचनाएँ)। एक मांसपेशी में उनमें से हजारों होते हैं, तदनुसार, मांसपेशियों का प्रयास एक अभिन्न मूल्य है जो कई व्यक्तिगत तंतुओं के संकुचन का सारांश देता है। मांसपेशी फाइबर तीन प्रकार के होते हैं: सफ़ेदतेज़ झटका , मध्यवर्तीऔर लालधीमी गति से चिकोटी। तंतुओं के प्रकार उनकी ऊर्जा आपूर्ति के तंत्र में भिन्न होते हैं और विभिन्न मोटर न्यूरॉन्स द्वारा नियंत्रित होते हैं। मांसपेशियों के प्रकार फाइबर प्रकार के अनुपात में भिन्न होते हैं।

एक अलग मांसपेशी फाइबर - एक धागे जैसा अकोशिकीय गठन - सिंपलस्ट. सिम्प्लास्ट "एक कोशिका की तरह नहीं दिखता है": इसमें 0.1 से 2-3 सेमी की लंबाई के साथ अत्यधिक लम्बी आकृति होती है, सार्टोरियस मांसपेशी में 12 सेमी तक और 0.01 से 0.2 मिमी की मोटाई होती है। सिम्प्लास्ट एक खोल से घिरा होता है - सारकोलेममा,जिसकी सतह पर कई मोटर तंत्रिकाओं के सिरे आते हैं। सरकोलेममा एक दो परत वाली लिपोप्रोटीन झिल्ली (10 एनएम मोटी) है जो कोलेजन फाइबर के नेटवर्क द्वारा प्रबलित होती है। जब वे संकुचन के बाद आराम करते हैं, तो वे सिम्प्लास्ट को उसके मूल आकार में लौटा देते हैं (चित्र 4)।

चावल। 4. व्यक्तिगत मांसपेशी फाइबर।

सार्कोलेमा-झिल्ली की बाहरी सतह पर, एक विद्युत झिल्ली क्षमता हमेशा बनी रहती है, यहां तक ​​कि आराम की स्थिति में भी यह 90-100 mV के बराबर होती है। मांसपेशी फाइबर (कार बैटरी की तरह) को नियंत्रित करने के लिए क्षमता की उपस्थिति एक आवश्यक शर्त है। क्षमता झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के सक्रिय (ऊर्जा के व्यय के साथ - एटीपी) स्थानांतरण और इसकी चयनात्मक पारगम्यता (सिद्धांत के अनुसार - "जिसे मैं चाहता हूं, मैं उसे अंदर जाने दूंगा या बाहर जाने दूंगा" के कारण निर्मित होता है) ). इसलिए, सिंप्लास्ट के अंदर, कुछ आयन और अणु बाहर की तुलना में अधिक सांद्रता में जमा होते हैं।

सरकोलेममा K + आयनों के लिए अच्छी तरह से पारगम्य है - वे अंदर जमा होते हैं, और Na + आयन बाहर निकाल दिए जाते हैं। तदनुसार, अंतरकोशिकीय द्रव में Na + आयनों की सांद्रता सिम्प्लास्ट के अंदर K + आयनों की सांद्रता से अधिक है। अम्लीय पक्ष में पीएच बदलाव (उदाहरण के लिए, लैक्टिक एसिड के निर्माण के दौरान) उच्च-आणविक पदार्थों (फैटी एसिड, प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड) के लिए सरकोलेममा की पारगम्यता को बढ़ाता है, जो आम तौर पर इसके माध्यम से नहीं गुजरते हैं। कम आणविक भार वाले पदार्थ (ग्लूकोज, लैक्टिक और पाइरुविक एसिड, कीटोन बॉडी, अमीनो एसिड, शॉर्ट पेप्टाइड्स) आसानी से झिल्ली से गुजरते (फैलते) हैं।

सरलता की आंतरिक सामग्री - सार्कोप्लाज्म- यह एक कोलाइडल प्रोटीन संरचना है (स्थिरता जेली जैसी होती है)। निलंबित अवस्था में, इसमें ग्लाइकोजन समावेशन, वसा की बूंदें और विभिन्न उपकोशिकीय कण "अंतर्निहित" होते हैं: नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, मायोफिब्रिल्स, राइबोसोम और अन्य।

सिम्प्लास्ट के अंदर संकुचनशील "तंत्र" - मायोफाइब्रिल्स।ये पतले (Ø 1 - 2 माइक्रोन) मांसपेशी तंतु होते हैं, लंबे - लगभग मांसपेशी फाइबर की लंबाई के बराबर। यह स्थापित किया गया है कि अप्रशिक्षित मांसपेशियों के सिम्प्लास्ट में, मायोफिब्रिल्स सिम्प्लास्ट के साथ व्यवस्थित तरीके से स्थित नहीं होते हैं, लेकिन बिखराव और विचलन के साथ, और प्रशिक्षित लोगों में, मायोफिब्रिल्स अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ उन्मुख होते हैं और उन्हें समूहीकृत भी किया जाता है। बंडल, रस्सियों की तरह। (कृत्रिम और सिंथेटिक फाइबर को घुमाते समय, पॉलिमर के मैक्रोमोलेक्यूल्स शुरू में फाइबर के साथ सख्ती से स्थित नहीं होते हैं और, एथलीटों की तरह, उन्हें "लगातार प्रशिक्षित" किया जाता है - सही ढंग से उन्मुख - फाइबर की धुरी के साथ, बार-बार रिवाइंड करके: लंबे समय तक देखें ZIV और खिमवोलोकनो में कार्यशालाएँ)।

एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत, यह देखा जा सकता है कि मायोफाइब्रिल्स वास्तव में "धारीदार" हैं। वे प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों - डिस्क को वैकल्पिक करते हैं। डार्क रिम्स ए (अनिसोट्रोपिक) प्रोटीन में प्रकाश डिस्क की तुलना में अधिक प्रोटीन होते हैं मैं (आइसोट्रोपिक)। प्रकाश डिस्क झिल्लियों द्वारा पार की गई जेड (टेलोफ्रैगम्स) और दो के बीच मायोफाइब्रिल का एक खंड जेड - झिल्ली कहलाती है सरकोमेरे. मायोफाइब्रिल में 1000 - 1200 सार्कोमेरेस होते हैं (चित्र 5)।

समग्र रूप से मांसपेशी फाइबर के संकुचन में व्यक्तिगत संकुचन होते हैं सरकोमेरेसप्रत्येक को अलग-अलग अनुबंधित करते हुए, सरकोमेरेस एक साथ एक अभिन्न बल बनाते हैं और मांसपेशियों को अनुबंधित करने के लिए यांत्रिक कार्य करते हैं।

सरकोमियर की लंबाई आराम के समय 1.8 µm से लेकर मध्यम अवधि के दौरान 1.5 µm और पूर्ण संकुचन के दौरान 1 µm तक होती है। सरकोमेरेज़ की डिस्क, गहरे और हल्के, में प्रोटोफाइब्रिल्स (मायोफिलामेंट्स) होते हैं - प्रोटीन धागे जैसी संरचनाएं। वे दो प्रकार में पाए जाते हैं: मोटे (Ø - 11 - 14 एनएम, लंबाई - 1500 एनएम) और पतले (Ø - 4 - 6 एनएम, लंबाई - 1000 एनएम)।

चावल। 5. मायोफाइब्रिल क्षेत्र।

हल्के पहिये ( मैं ) केवल पतले प्रोटोफाइब्रिल्स और डार्क डिस्क से मिलकर बनता है ( ए ) - दो प्रकार के प्रोटोफाइब्रिल्स से: पतला, एक झिल्ली द्वारा एक साथ बांधा हुआ, और मोटा, एक अलग क्षेत्र में केंद्रित ( एच ).

जब सार्कोमियर सिकुड़ता है, तो डार्क डिस्क की लंबाई ( ए ) नहीं बदलता है, और प्रकाश डिस्क की लंबाई ( मैं ) जैसे-जैसे पतली प्रोटोफाइब्रिल (हल्की डिस्क) मोटी डिस्क (डार्क डिस्क) के बीच की जगह में जाती है, घटती जाती है। प्रोटोफाइब्रिल्स की सतह पर विशेष वृद्धि होती है - आसंजन (लगभग 3 एनएम मोटी)। "काम करने की स्थिति" में वे प्रोटोफाइब्रिल्स के मोटे और पतले धागों के बीच (क्रॉस ब्रिज द्वारा) जुड़ाव बनाते हैं (चित्र 6)। अनुबंध करते समय जेड -झिल्लियां मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स के सिरों पर टिकी होती हैं, और पतले प्रोटोफाइब्रिल्स मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स के चारों ओर भी लपेट सकते हैं। सुपरकंट्रैक्शन के दौरान, सरकोमियर के केंद्र में पतले फिलामेंट्स के सिरे मुड़ जाते हैं, और मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स के सिरे कुचल जाते हैं।

चावल। 6. एक्टिन और मायोसिन के बीच आसंजन का निर्माण।

मांसपेशी फाइबर को ऊर्जा की आपूर्ति का उपयोग करके किया जाता है sarcoplasmic जालिका(उर्फ - sarcoplasmic जालिका) - अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ ट्यूबों, झिल्ली, बुलबुले, डिब्बों की प्रणाली।

सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में, विभिन्न जैव रासायनिक प्रक्रियाएं एक संगठित और नियंत्रित तरीके से होती हैं, नेटवर्क सब कुछ एक साथ और प्रत्येक मायोफिब्रिल को अलग से कवर करता है। रेटिकुलम में राइबोसोम शामिल हैं, वे प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं, और माइटोकॉन्ड्रिया - "सेलुलर ऊर्जा स्टेशन" (जैसा कि स्कूल की पाठ्यपुस्तक में परिभाषित किया गया है)। वास्तव में माइटोकॉन्ड्रियामायोफाइब्रिल्स के बीच एम्बेडेड, जो मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया के लिए ऊर्जा आपूर्ति के लिए इष्टतम स्थिति बनाता है। यह स्थापित किया गया है कि प्रशिक्षित मांसपेशियों में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या समान अप्रशिक्षित मांसपेशियों की तुलना में अधिक होती है।

मांसपेशियों की रासायनिक संरचना.

के साथ पानीमांसपेशियों के वजन का 70-80% भाग निकल जाता है।

गिलहरी. प्रोटीन मांसपेशियों के वजन का 17 से 21% तक होता है: सभी मांसपेशियों के प्रोटीन का लगभग 40% मायोफिब्रिल्स में, 30% सार्कोप्लाज्म में, 14% माइटोकॉन्ड्रिया में, 15% सारकोलेममा में, बाकी नाभिक और अन्य सेलुलर ऑर्गेनेल में केंद्रित होता है।

मांसपेशी ऊतक में एंजाइमेटिक होता है मायोजेन प्रोटीनसमूह, मायोएल्ब्यूमिन- आरक्षित प्रोटीन (उम्र के साथ इसकी सामग्री धीरे-धीरे कम हो जाती है), लाल प्रोटीन Myoglobin- क्रोमोप्रोटीन (इसे मांसपेशी हीमोग्लोबिन कहा जाता है, यह रक्त हीमोग्लोबिन की तुलना में अधिक ऑक्सीजन बांधता है), और भी ग्लोब्युलिन, मायोफाइब्रिलर प्रोटीन।आधे से अधिक मायोफाइब्रिलर प्रोटीन हैं मायोसिन, लगभग एक चौथाई - एक्टिन, बाकी ट्रोपोमायोसिन, ट्रोपोनिन, α- और β-एक्टिनिन, एंजाइम हैं क्रिएटिन फॉस्फोकाइनेज, डेमिनमिनस और अन्य। मांसपेशी ऊतक में शामिल हैं नाभिकीयगिलहरी- न्यूक्लियोप्रोटीन, माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन.प्रोटीन में स्ट्रोमा,मांसपेशियों के ऊतकों को आपस में जोड़ना - मुख्य भाग - कोलेजनऔर इलास्टिनसारकोलेममास, साथ ही मायोस्ट्रोमिन (संबंधित)। जेड -झिल्ली).

मेंपूर्व घुलनशील नाइट्रोजन यौगिक।मानव कंकाल की मांसपेशियों में विभिन्न पानी में घुलनशील नाइट्रोजन यौगिक होते हैं: एटीपी, 0.25 से 0.4% तक, क्रिएटिन फॉस्फेट (सीआरपी)- 0.4 से 1% तक (प्रशिक्षण के साथ, इसकी मात्रा बढ़ जाती है), उनके ब्रेकडाउन उत्पाद एडीपी, एएमपी, क्रिएटिन हैं। इसके अलावा, मांसपेशियों में डाइपेप्टाइड होता है कार्नोसिन,लगभग 0.1 - 0.3%, थकान के दौरान मांसपेशियों के प्रदर्शन को बहाल करने में शामिल; कार्निटाइन,कोशिका झिल्ली में फैटी एसिड के परिवहन के लिए जिम्मेदार; अमीनो एसिड, और उनमें ग्लूटामाइन प्रबल होता है (क्या यह भोजन को मांस का स्वाद देने के लिए मोनोसोडियम ग्लूटामेट के उपयोग की व्याख्या करता है, सीज़निंग की संरचना पढ़ें); प्यूरीन क्षार, यूरिया और अमोनिया। कंकाल की मांसपेशी में भी लगभग 1.5% होता है फॉस्फेटाइड्स,जो ऊतक श्वसन में भाग लेते हैं।

नाइट्रोजन मुक्त सम्बन्ध. मांसपेशियों में कार्बोहाइड्रेट, ग्लाइकोजन और इसके चयापचय उत्पाद, साथ ही वसा, कोलेस्ट्रॉल, कीटोन बॉडी और खनिज लवण होते हैं। आहार और प्रशिक्षण की डिग्री के आधार पर, ग्लाइकोजन की मात्रा 0.2 से 3% तक भिन्न होती है, जबकि प्रशिक्षण से मुक्त ग्लाइकोजन का द्रव्यमान बढ़ जाता है। सहनशक्ति प्रशिक्षण के दौरान मांसपेशियों में भंडारण वसा जमा हो जाती है। प्रोटीन से बंधी वसा लगभग 1% होती है, और मांसपेशी फाइबर झिल्ली में 0.2% तक कोलेस्ट्रॉल हो सकता है।

खनिज.मांसपेशियों के ऊतकों में खनिज मांसपेशियों के वजन का लगभग 1 - 1.5% होते हैं, ये मुख्य रूप से पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण होते हैं; K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, HP0 4 ~ जैसे खनिज आयन मांसपेशियों के संकुचन के दौरान जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं (वे "खेल" पूरक और खनिज पानी में शामिल हैं)।

मांसपेशी प्रोटीन की जैव रसायन.

मांसपेशियों का मुख्य संकुचनशील प्रोटीन है मायोसिनफाइब्रिलर प्रोटीन (आणविक भार लगभग 470,000) को संदर्भित करता है। मायोसिन की एक महत्वपूर्ण विशेषता एटीपी और एडीपी अणुओं (जो आपको एटीपी से ऊर्जा "लेने" की अनुमति देती है), और प्रोटीन एक्टिन (जो संकुचन को बनाए रखना संभव बनाता है) के साथ कॉम्प्लेक्स बनाने की क्षमता है।

मायोसिन अणु पर नकारात्मक चार्ज होता है और यह विशेष रूप से Ca++ और Mg++ आयनों के साथ इंटरैक्ट करता है। मायोसिन, Ca++ आयनों की उपस्थिति में, एटीपी के हाइड्रोलिसिस को तेज करता है, और इस प्रकार एंजाइमेटिक प्रदर्शित करता है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट गतिविधि:

मायोसिन-एटीपी+H2O → मायोसिन + एडीपी + H3PO4 + काम(ऊर्जा 40 kJ/mol)

मायोसिन प्रोटीन दो समान, लंबी पॉलीपेप्टाइड α-श्रृंखलाओं से बनता है, जो डबल हेलिक्स की तरह मुड़ी होती हैं, चित्र 7। प्रोटियोलिटिक एंजाइमों की कार्रवाई के तहत, मायोसिन अणु दो भागों में टूट जाता है। इसका एक भाग आसंजन के माध्यम से एक्टिन से बंधने में सक्षम है, जिससे एक्टोमीओसिन बनता है। यह हिस्सा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट गतिविधि के लिए ज़िम्मेदार है, जो पर्यावरण के पीएच पर निर्भर करता है, इष्टतम पीएच 6.0 - 9.5 है, साथ ही केसीएल की एकाग्रता भी है। एटीपी की उपस्थिति में एक्टोमीओसिन कॉम्प्लेक्स विघटित हो जाता है, लेकिन मुक्त एटीपी की अनुपस्थिति में यह स्थिर रहता है। मायोसिन अणु के दूसरे भाग में भी दो मुड़े हुए हेलिकॉप्टर होते हैं; इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज के कारण, वे मायोसिन अणुओं को प्रोटोफाइब्रिल्स में बांधते हैं।

चावल। 7. एक्टोमीओसिन की संरचना.

दूसरा सबसे महत्वपूर्ण संकुचनशील प्रोटीन है एक्टिन(चित्र 7)। यह तीन रूपों में मौजूद हो सकता है: मोनोमेरिक (गोलाकार), डिमेरिक (गोलाकार) और पॉलिमरिक (फाइब्रिलर)। मोनोमेरिक गोलाकार एक्टिन, जब इसकी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं कसकर एक कॉम्पैक्ट गोलाकार संरचना में पैक की जाती हैं, एटीपी से जुड़ी होती हैं। एटीपी को विभाजित करके, एक्टिन मोनोमर्स - ए, एडीपी सहित डिमर्स बनाते हैं: ए - एडीपी - ए। पॉलीमेरिक फाइब्रिलर एक्टिन एक डबल हेलिक्स है जिसमें डिमर्स, अंजीर शामिल हैं। 7.

ग्लोबुलर एक्टिन K+ और Mg++ आयनों की उपस्थिति में फाइब्रिलर एक्टिन में बदल जाता है, और फाइब्रिलर एक्टिन जीवित मांसपेशियों में प्रबल होता है।

मायोफाइब्रिल्स में महत्वपूर्ण मात्रा में प्रोटीन होता है ट्रोपोमायोसिन, जिसमें दो α-पेचदार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं। आराम करने वाली मांसपेशियों में, यह एक्टिन के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है और इसके सक्रिय केंद्रों को अवरुद्ध करता है, क्योंकि एक्टिन Ca++ आयनों से बंधने में सक्षम है, जो इस नाकाबंदी को हटा देता है।

आणविक स्तर पर, सार्कोमियर के मोटे और पतले प्रोटोफाइब्रिल इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से परस्पर क्रिया करते हैं, क्योंकि उनके पास विशेष क्षेत्र होते हैं - बहिर्गमन और उभार - जहां एक चार्ज बनता है। ए-डिस्क क्षेत्र में, मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स अनुदैर्ध्य रूप से उन्मुख मायोसिन अणुओं के एक बंडल से निर्मित होते हैं, पतले प्रोटोफिब्रिल्स मोटे लोगों के चारों ओर रेडियल रूप से व्यवस्थित होते हैं, जो एक मल्टी-स्ट्रैंड केबल के समान संरचना बनाते हैं। मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स के केंद्रीय एम-बैंड में, मायोसिन अणु अपनी "पूंछ" से जुड़े होते हैं, और उनके उभरे हुए "सिर" - बहिर्गमन को अलग-अलग दिशाओं में निर्देशित किया जाता है और नियमित सर्पिल रेखाओं के साथ स्थित होते हैं। वास्तव में, एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर फाइब्रिलर एक्टिन सर्पिल में उनके विपरीत, मोनोमेरिक एक्टिन ग्लोब्यूल्स भी उभरे हुए होते हैं। प्रत्येक फलाव में है सक्रिय केंद्र,जिसके कारण मायोसिन के साथ आसंजन का निर्माण संभव है। सरकोमेरेज़ की ज़ेड-झिल्लियाँ (वैकल्पिक पेडस्टल की तरह) पतली प्रोटोफाइब्रिल्स को एक साथ रखती हैं।

संकुचन और विश्राम की जैव रसायन।

संकुचन के दौरान मांसपेशियों में होने वाली चक्रीय जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं "सिर" के बीच आसंजनों के बार-बार गठन और विनाश को सुनिश्चित करती हैं - मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स के मायोसिन अणुओं के विकास और प्रोट्रूशियंस - पतले प्रोटोफिब्रिल्स के सक्रिय केंद्र। आसंजन बनाने और एक्टिन फिलामेंट को मायोसिन फिलामेंट के साथ ले जाने के काम के लिए सटीक नियंत्रण और महत्वपूर्ण ऊर्जा व्यय दोनों की आवश्यकता होती है। वास्तव में, फाइबर संकुचन के समय, प्रत्येक सक्रिय केंद्र - फलाव में प्रति मिनट लगभग 300 आसंजन बनते हैं।

जैसा कि हमने पहले देखा, केवल एटीपी ऊर्जा को सीधे मांसपेशी संकुचन के यांत्रिक कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। मायोसिन के एंजाइमैटिक केंद्र द्वारा हाइड्रोलाइज्ड एटीपी संपूर्ण मायोसिन प्रोटीन के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है। एटीपी-मायोसिन कॉम्प्लेक्स में, ऊर्जा से संतृप्त मायोसिन, अपनी संरचना बदलता है, और इसके साथ बाहरी "आयाम" बदलता है और, इस तरह, मायोसिन फिलामेंट के विकास को छोटा करने के लिए यांत्रिक कार्य करता है।

आराम करने वाली मांसपेशियों में, मायोसिन अभी भी एटीपी से बंधा हुआ है, लेकिन एटीपी के हाइड्रोलाइटिक दरार के बिना एमजी++ आयनों के माध्यम से। आराम के समय मायोसिन और एक्टिन के बीच आसंजन के गठन को ट्रोपोनिन के साथ ट्रोपोमायोसिन के कॉम्प्लेक्स द्वारा रोका जाता है, जो एक्टिन के सक्रिय केंद्रों को अवरुद्ध करता है। नाकाबंदी बनी रहती है और Ca++ आयन बंधे रहने पर ATP टूटता नहीं है। जब एक तंत्रिका आवेग मांसपेशी फाइबर तक पहुंचता है, तो इसे जारी किया जाता है पल्स ट्रांसमीटर- न्यूरोहोर्मोन एसिटाइलकोलाइन. Na+ आयन सरकोलेममा की आंतरिक सतह पर नकारात्मक चार्ज को बेअसर करते हैं और इसे विध्रुवित करते हैं। इस मामले में, Ca++ आयन निकलते हैं और ट्रोपोनिन से जुड़ जाते हैं। बदले में, ट्रोपोनिन अपना चार्ज खो देता है, जिससे सक्रिय केंद्र - एक्टिन फिलामेंट्स के उभार - अनब्लॉक हो जाते हैं और एक्टिन और मायोसिन के बीच आसंजन उत्पन्न होता है (चूंकि पतले और मोटे प्रोटोफाइब्रिल्स का इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण पहले ही हटा दिया गया है)। अब, Ca++ की उपस्थिति में, एटीपी मायोसिन की एंजाइमिक गतिविधि के केंद्र के साथ संपर्क करता है और टूट जाता है, और रूपांतरित परिसर की ऊर्जा का उपयोग आसंजन को कम करने के लिए किया जाता है। ऊपर वर्णित आणविक घटनाओं की श्रृंखला एक माइक्रोकैपेसिटर को रिचार्ज करने वाले विद्युत प्रवाह के समान है; इसकी विद्युत ऊर्जा तुरंत मौके पर यांत्रिक कार्य में परिवर्तित हो जाती है और इसे फिर से रिचार्ज करने की आवश्यकता होती है (यदि आप आगे बढ़ना चाहते हैं)।

चिपकने वाले के टूटने के बाद, एटीपी विघटित नहीं होता है, लेकिन फिर से मायोसिन के साथ एक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनाता है:

एम-ए + एटीपी -----> एम - एटीपी + एया

एम-एडीपी-ए + एटीपी ----> एम-एटीपी + ए + एडीपी

यदि इस समय एक नया तंत्रिका आवेग आता है, तो "रिचार्जिंग" प्रतिक्रियाएं दोहराई जाती हैं यदि अगला आवेग नहीं आता है, तो मांसपेशियां शिथिल हो जाती हैं। विश्राम के बाद सिकुड़ी हुई मांसपेशी की उसकी मूल स्थिति में वापसी मांसपेशी स्ट्रोमा में प्रोटीन की लोचदार शक्तियों द्वारा सुनिश्चित की जाती है। मांसपेशियों के संकुचन की आधुनिक परिकल्पनाओं को सामने रखते हुए, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि संकुचन के समय, एक्टिन फिलामेंट्स मायोसिन फिलामेंट्स के साथ स्लाइड करते हैं, और संकुचन प्रोटीन की स्थानिक संरचना (हेलिक्स के आकार में परिवर्तन) में परिवर्तन के कारण उनका छोटा होना भी संभव है।

आराम करने पर, एटीपी का प्लास्टिसाइजिंग प्रभाव होता है: मायोसिन के साथ संयोजन करके, यह एक्टिन के साथ इसके आसंजन के गठन को रोकता है। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान टूटकर, एटीपी आसंजन को छोटा करने की प्रक्रिया के साथ-साथ "कैल्शियम पंप" के काम के लिए ऊर्जा प्रदान करता है - सीए ++ आयनों की आपूर्ति। मांसपेशियों में एटीपी का टूटना बहुत उच्च दर पर होता है: प्रति मिनट 1 ग्राम मांसपेशी में 10 माइक्रोमोल तक। चूंकि मांसपेशियों में एटीपी का कुल भंडार छोटा है (वे अधिकतम शक्ति पर केवल 0.5-1 सेकंड के काम के लिए पर्याप्त हो सकते हैं), सामान्य मांसपेशी गतिविधि सुनिश्चित करने के लिए, एटीपी को उसी दर पर बहाल किया जाना चाहिए जिस पर यह टूट गया है।