Энергетическое обеспечение организма. Тайны мирового разума и ясновидение Типы мышечных волокон

Энергетический обмен в организме человека связан с про­цессами анаболизма, катаболизма и функциональным метаболизмом. Количественно энергетический обмен измеряют в еди­ницах работы (ккал) и мощности (ккал/час). Используются также кгм и кгм/мин. Однако в настоящее время принято пользоваться международной системой единиц (СИ). Здесь работа измеряется в джоулях (Дж), а мощность в ваттах (Вт) (1 ккал = 4187 Дж, 1 кДж = 0,28 Вт =0,239 ккал/час).

Функциональный метаболизм спортсмена связан с выпол­нением механической работы и затратами метаболической энергии. Поэтому при делении внешней механической мощ­ности на метаболические затраты получается оценка коэффи­циента полезного действия. При педалировании на велоэргометре коэффициент полезного действия составляет 22-24%, а при вращении рукоятки - 20- 21%.

Энергообеспечение зависит от мощности (интенсивности) выполняемой работы. Максимальная мощность связана с зат­ратами энергии молекул АТФ и КрФ, и длительность этой ра-

боты не превышает 15-30 с. Если заданная мощность может поддерживаться 30-60 с, то говорят о преимущественной доле анаэробного гликолиза в энергообеспечении мышечной дея­тельности. Когда работа продолжается без снижения мощнос­ти более 1 мин, то говорят о преимущественном вкладе в энер­гообеспечение аэробного гликолиза или окисления жиров. В связи с этим Н.И. Волков (1990) предложил каждый механизм энергообеспечения характеризовать мощностью, эффектив­ностью и емкостью.

Предложенный еще в 1955г. Р-О. Астрандом способ оцен­ки работоспособности спортсменов и представленный в Рос­сии Н.И. Волковым (1969) и И.В. Ауликом(1990) явно уста­рел, поскольку модель, которой они пользовались, была очень простой. Старая модель не учитывает современных до­стижений физиологии человека, в частности: строения мышц, правила рекрутирования мышечных волокон и мно­гого другого.

Устаревший вариант интерпретации метаболических про­цессов в организме человека представляется следующим об­разом. Алактатный механизм оценивается максимальной алактатной мощностью (мощность спринта длительностью 3-5 с), эффективность - коэффициентом полезного действия (КПД), емкость - запасами АТФ и КрФ. Здесь следует заме­тить, что эффективность алактатного механизма энергообес­печения зависит от активности работы ферментов - миози-новой АТФ-азы и КрФ-азы, деятельность которых зависит от температуры, степени закисления мышечного волокна. КПД зависит также от техники (Селуянов В.П., Савельев И.А., 1982), например, при педалировании с темпом более 150 об/мин у велосипедистов КПД может доходить до 37%, а у спортсменов, которые подпрыгивают на седле, КПД мо­жет снизиться до 10% (почти вся энергия будет тратиться на подъем туловища). В связи с этим точно оценить эффектив­ность алактатного механизма невозможно. Емкость алактат­ного механизма, как правило, также оценить невозможно, поскольку все спортсмены достигают максимума мощности к 3-5 с, а затем мощность неизменно снижается. Методом биопсии было установлено (см. обзоры Норре1ег П., 1986; Кагlsson J., 1971, 1981, 1982), что у всех людей и спортсме­нов концентрации АТФ и КрФ примерно одинаковые, и

только временно можно увеличить запасы КрФ в мышечных волокнах на 10-30% с помощью приема за 30-40 мин до на­чала тестирования пищевой добавки - Креатинфосфат мо­ногидрат. Через несколько часов концентрация КрФ в мышцах нормализуется (Rossiter Н. еt а1. 1996).

Мощность механизма анаэробного гликолиза предложе­но оценивать с помощью упражнения, в котором предель­ная продолжительность равна 30-60 с. Например, Вингейтский тест, длительность которого 30 с. В этом случае также можно дать иную интерпретацию, поскольку в 70-е годы не могли корректно оценивать вклад анаэробного гликолиза в метаболические затраты испытуемого при выполнении работы с околомаксимальной мощностью. Емкость анаэроб­ного гликолиза оценивалась по величине кислорода, кото­рый был потреблен после выполнения требуемого тестового здания. Поскольку потребление кислорода приходило в норму после часа восстановления, то все избыточное потреб­ление кислорода относят к алактатному и анаэробному гликолитическому долгу. В этом случае лактацидный долг оценивался в величину 16-20 л запроса кислорода. Эти оценки противоречат величинам кислородного запроса. Например, МАМ = 900 Вт, а мощность в Вингейтском тесте составляет 80% от МАМ или 750 Вт., Если КПД=23%, то 75 Вт соответствует 1 л/мин потребления кислорода. Следовательно, за 30 сек. человек должен был потребить 5 л кислорода - это кисло­родный запрос, он значительно меньше величины потреб­ления кислорода во время восстановления. Этот факт был обнаружен итальянским ученым Р. Маргариа еще в 70-е годы. Именно он стал утверждать, что емкость анаэробного меха­низма не может превышать более 4-5 л кислородного эквивалента. В представленном случае кислородный запрос обес­печивается энергией молекул АТФ и КрФ на 2 л, потребле­нием кислорода за время работы 1,8л, тогда на анаэробный гликолиз остается только 1,2 л. Заметим, что в случае нали­чии 100% окислительных мышечных волокон в активных мышцах анаэробного гликолиза вообще может не наблюдать­ся. следовательно, упражнения с предельной продолжитель­ностью 30-60 с позволяют оценить скорее уровень аэробной подготовленности мышц, поскольку в случае повышения аэробных возможностей мышц они меньше закисляются,

При прочих равных условиях происходит рост средней мощ­ности в данном задании, за счет поддержания мощности до конца задания (30 или 60 с).

Аэробные возможности оценивают по мощности или ве­личине максимального потребления кислорода. Этот показа­тель с 80-х годов подвергается серьезной критике, поскольку на выборке спортсменов высокой квалификации практичес­ки теряет информативность. Потребление кислорода, мощ­ность на уровне анаэробного порога являются более надеж­ными и информативными показателями, поскольку позволя­ют с высокой точностью предсказывать спортивные достиже­ния в циклических видах спорта. Эффективность аэробного механизма или КПД при работе на велоэргометре равен 23-24% и не меняется, поэтому определение этого показателя такая же бессмыслица, как и во всех других случаях. Емкость аэробного механизма связана с запасами в мышцах гликогена и капелек жира. Запаса этих веществ у обычных людей хвата­ет на 45-60 мин, а у спортсменов запасов может хватить на 1,5-3 часа (Физиология мышечной деятельности, 1982). Причем при регулярном приеме углеводов по ходу выполнения упраж­нения продолжительность упражнения многократно возрас­тает, как, например, у лыжников или велосипедистов (Алиханова Л.И., 1983). Следовательно, в спорте определение ем­кости не имеет никакого смысла с точки зрения успешности выступления спортсмена в соревнованиях, длительность ко­торого не превышает 30 мин.

В зависимости от интенсивности и длительности физической активности, а также от уровня фитнес подготовки, наше тело пользуется тремя энергетическими системами: моментальной, краткосрочной и долговременной.

Моментальная энергия предназначена для движений, которые длятся меньше 3 секунд. Примеры таких движений: быстрый подъём веса, прыжок, удар теннисной ракеткой по мячу, метание диска. Краткосрочная энергия используется для действий, продолжительностью от 3 до 60 секунд, таких как бег на 100 и 400 метров. Долговременная энергия предназначена для событий, которые длятся больше 2 минут: бег на длинные дистанции, плавание, большинство командных видов спорта (футбол, баскетбол, хоккей).

За исключением самых коротких действий (подъём штанги в тяжёлой атлетике), наше тело использует все 3 энергетических системы одновременно. Например, когда вы играете в теннис, вы пользуетесь моментальной энергией в момент отбивания подачи, а восстанавливаете энергетические запасы с использованием краткосрочной и долговременной систем.

Откуда берется энергия, расходуемая на физическую деятельность и поддержание жизнедеятельности клеток? Ученые дают следующий ответ. Энергия, освобождаемая при окислении углеводов, жиров и белков, используется для образования в клетке универсального химического «топлива» - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Без нее невозможна жизнедеятельность клетки.

АТФ – это запас энергетического топлива и основа всех трех энергетических систем: именно за счет аденозинтрифосфорной кислоты расщепляются пищевые молекулы и образуются новые, энергетически ценные, соединения. Этот процесс лежит в основе всех трех источников образования энергии.

Моментальная энергия: компонентами этой системы являются аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ).

Эта энергия позволяет действовать немедленно в ситуациях, когда необходимо молниеносно двигаться: подхватить падающего ребёнка или отбить мяч в волейбольном матче. Во время таких движений АТФ расщепляется на аденозиндифосфорную и фосфорную кислоты и высвобождает энергию, которая используется для сокращения мышц.

Все процессы, происходящие в организме, как-то: сокращение мышц, передача нервных импульсов, кровообращение, синтез тканей, пищеварение, секреция желез – происходят именно за счет АТФ.

Запасы АТФ в организме невелики: их количество рассчитано всего лишь на несколько секунд работы мышц при максимальной нагрузке. Поэтому процессы синтеза АТФ в организме идут беспрерывно.

Поскольку запасы АТФ очень ограничены - её запасы немедленно пополняются с помощью расщепления креатинфосфата. КФ разлагается быстро и анаэробно (без кислорода), представляя, таким образом, своеобразную «резервную топливную станцию».

Даже во время самых интенсивных занятий уровень АТФ остаётся высоким, но уровень КФ быстро падает. Через несколько секунд уже требуется подключение систем краткосрочной и долговременной энергии для того, чтобы восстановить уровни АТФ и КФ. Такое переключение на другие системы становится критичным, поскольку мышцы могут оцеренеть и перестать функционировать без пополнения запасов АТФ.

Краткосрочная энергия: анаэробная система. Краткосрочная энергия подходит для того, чтобы быстро взбежать по ступеням на 4 этаж или для того, чтобы сделать 10 выпадов с гантелями.

Эта энергетическая система ресинтезирует АТФ путём расщепления сахара крови (глюкозы) и гликогена, запасённого в печени и мышцах. Для этого не требуется кислород, поэтому другое название системы – анаэробная, то есть безкислородная.

Возможности этой энергетической системы также ограничены, но она может производить достаточное количество АТФ в короткий период времени. Это делает её наиболее важной системой для интенсивных, но коротких по времени нагрузок.

Интенсивные, но короткие занятия, основанные на краткосрочной анаэробной системе, приводят к образованию молочной кислоты. Молочная кислота представляет собой источник энергии для нашего тела. Наибольшее количество молочной кислоты образуется после 60-180 секунд максимальных нагрузок.

Во время таких интенсивных тренировок как, например, упражнения с отягощением, мы производим значительное количество молочной кислоты и из-за этого появляется чувство «жжения» в мышцах и мы быстро устаём. Однако если уровень нагрузки снижается, то период работоспособности значительно увеличивается вследствие подключения аэробного механизма выработки энергии, при котором происходит окисление кислородом молочной кислоты.

Долговременная энергия: аэробная система. Эта энергия используется для долгих прогулок, велосипедных путешествий и видов спорта, продолжительных по времени. В сущности, любая активность, которая продолжается дольше 2-5 минут, полагается на аэробные системы организма.

Другое название для аэробной системы – окислительная система. Оно отражает то, что для генерирования АТФ окислительная система нуждается в кислороде. И хотя аэробная система не может производить энергию также быстро, как моментальная и анаэробная, зато она может обеспечивать её в течение длительного времени.

Для того, чтобы аэробная энергетическая система работала, кислород должен быть доставлен из воздуха к клеткам. Кислород доставляется с помощью кардиореспираторной системы. Для её хорошего функционирования требуются здоровые лёгкие для того, чтобы доставлять кислород, и сильное сердце для перекачивания обогащённой кислородом крови от лёгких к клеткам. Регулярные тренировки увеличивают способность сердца перекачивать кровь и способность лёгких доставлять кислород из воздуха в кровоток.

Когда кислород достигает клеток, он попадает в специальные клеточные структуры – митохондрии. Митохондрии производят большинство адезинтрифосфорной кислоты (АТФ). Они содержат ферменты, которые запускают химические реакции для извлечения энергии из продуктов, которую мы едим. Эта энергия обеспечивает мышечные сокращения, создание новых белков и работает в тысячах других клеточных функций.

Все энергетические системы действуют сообща. Процент, который обеспечивает та или иная система зависит от того, как долго и с каким усилием человек двигается, а также от уровня его подготовки. Системы не изолированы друг от друга, они плавно перетекают друг в друга и могут частично совпадать в процессе движения.

Общая характеристика аэробной системы энергообеспечения

Аэробная система энергообеспечения значительно уступает алактатной и лактатной по мощности энергопродукции, скорости включения в обеспечение мышечной деятельности, однако многократно превосходит по ёмкости и экономичности (табл. 1).

Таблица № 1. Энергообеспечение мышечной работы

Источники	Пути Образования	Время активации до максимального уровня	Срок действия	Продолжительность максимального выделения энергии
Алактатные анаэробные	АТФ, креатинфосфат	0	До 30 с	До 10 с
Лактатные анаэробные	Гликолиз с образованием лактата	15 – 20 с	От 15 – 20 с до 6 – 6 мин	От 30 с до 1 мин 30 с
Аэробные	Окисление углеводов и жиров кислородом воздуха	90 – 180 с	До нескольких часов	2 – 5 мин и более

Особенностью аэробной системы является то, что образование АТФ в клеточных органелах-митохондриях, находящихся в мышечной ткани происходит при участии кислорода, доставляемого кислородтранспортной системой. Это предопределяет высокую экономичность аэробной системы, а достаточно большие запасы гликогена в мышечной ткани и печени, а также практически неограниченные запасы липидов – её ёмкость.

В наиболее упрощённом виде деятельность аэробной системы энергообеспечения осуществляется следующим образом. На первом этапе в результате сложных процессов происходит преобразование как гликогена, так и свободных жирных кислот (СЖК) в ацетил-кофермент А (ацетил-КоА) – активную форму уксусной кислоты, что обеспечивает протекание всех последующих процессов энергообразования по единой схеме. Однако до момента образования ацетил-КоА окисление гликогена и СЖК происходит самостоятельно.

Все многочисленные химические реакции, происходящие в процессе аэробного ресинтеза АТФ, можно разделить на три типа: 1 – аэробный гликолиз; 2 – цикл Кребса, 3 - система транспорта электронов (рис. 7).

Рис. 7. Этапы реакций ресинтеза АТФ в аэробном процессе

Первым этапом реакций является аэробный гликолиз, в результате которого осуществляется расщепление гликогена с образованием СО2 и Н2О. Протекание аэробного гликолиза происходит по той же схеме, что и протекание рассмотренного выше анаэробного гликолиза. В обоих случаях в результате химических реакций гликоген преобразуется в глюкозу, а глюкоза – в пировиноградную кислоту с ресинтезом АТФ. В этих реакциях кислород не участвует. Присутствие кислорода обнаруживается в дальнейшем, когда при его участии пировиноградная кислота не преобразуется в молочную кислоту в молочную кислоту, а затем в лактат, что имеет место в процессе анаэробного гликолиза, а направляется в аэробную систему, конечными продуктами которой оказывается углекислый газ (СО2), выводимый из организма лёгкими, и вода (рис. 8)

Рис. 8. Схематическое протекание анаэробного и аэробного гликолиза

Расщепление 1 моля гликогена на 2 моля пировиноградной кислоты происходит с выделением энергии, достаточной для ресинтеза 3 молей АТФ: Энергия + 3АДФ + Фн → 3АТФ

Из образовавшейся в результате расщепления гликогена пировиноградной кислоты сразу выводится СО2, превращая её из трёхуглеродного соединения в двухуглеродное, которое сочетаясь с коферментом А, образует ацетил- КоА, который включается во второй этап аэробного образования АТФ – цикл лимонной кислоты или цикл Кребса.

В цикле Кребса протекает серия сложных химических реакций, в результате которых происходит окисление пировиноградной кислоты – выведение ионов водорода (Н+) и электронов (е-), которые в итоге попадают в систему транспорта кислорода и участвуют в реакциях ресинтеза АТФ на третьем этапе, образуя СО2, который диффундируется в кровь и переносится в лёгкие, из которых и выводится из организма. В самом цикле Кребса образуется только 2 моля АТФ (рис. 9).

Рис. 9. Схематическое изображение окисления углеродов в цикле Кребса

Третий этап протекает в цепи транспорта электронов (дыхательной цепи). Реакции, происходящие с участием коферментов, в общем виде сводятся к следующему. Ионы водорода и электроны, выделяемые в результате реакций, протекавших в цикле Кребса и в меньшей мере в процессе гликолиза, транспортируются к кислороду, чтобы в результате образовать воду. Одновременно выделяемая энергия в серии сопряжённых реакций используется для ресинтеза АТФ. Весь процесс, происходящий по цепи передачи электронов кислороду называется окислительным фосфорилированием. В процессах, происходящих в дыхательной цепи, потребляется около 90 % поступающего к клеткам кислорода и образуется наибольшее количество АТФ. В общей сложности окислительная система транспорта электронов обеспечивает образование 34 молекул АТФ из одной молекулы гликогена.

Усвоение и абсорбция углеводов в кровоток происходит в тонком кишечнике. В печени они превращаются в глюкозу, которая в свою очередь может быть превращена в гликоген и депонируется в мышцах и печени, а также используется различными органами и тканями в качестве источника энергии для поддержания деятельности. В организме здорового с достаточным уровнем физической подготовленности мужчины с массой тела 75 кг содержится 500 – 550 г углеводов в виде гликогена мышц (около 80 %), гликогена печени (примерно 16 – 17 %), глюкозы крови (3 – 4 %), что соответствует энергетическим запасам порядка 2000 – 2200 ккал.

Гликоген печени (90 – 100 г) используется для поддержания уровня глюкозы крови, необходимого для обеспечения нормальной жизнедеятельности различных тканей и органов. При продолжительной работе аэробного характера, приводящей к истощению запасов мышечного гликогена, часть гликогена печении может использоваться мышцами.

Следует учитывать, что гликогенные запасы мышц и печени могут существенно увеличиваться под влиянием тренировки и пищевых манипуляций, предусматривающих углеводное истощение и последующее углеводное насыщение. Под влиянием тренировки и специального питания концентрация гликогена в печени может увеличиться в 2 раза. Увеличение количества гликогена повышает его доступность и скорость утилизации при выполнении последующей мышечной работы.

При продолжительных физических нагрузках средней интенсивности образование глюкозы в печени возрастает в 2 – 3 раза по сравнению с образованием её в состоянии покоя. Напряжённая продолжительная работа может привести к 7 – 10-кратному увеличению образования глюкозы в печени по сравнению с данными, полученными в состоянии покоя.

Эффективность процесса энергообеспечения за счёт жировых запасов определяется скоростью протекания липолиза и скоростью кровотока в адипозной ткани, что обеспечивает интенсивную доставку свободных жирных кислот (СЖК) к мышечным клеткам. Если работа выполняется с интенсивностью 50 – 60 % VO2 max, отмечается максимальный кровоток в адипозной ткани, что способствует максимальному поступлению в кровь СЖК. Более интенсивная мышечная работа связана с интенсификацией мышечного кровотока при одновременном уменьшении кровоснабжения адипозной ткани и, следовательно, с ухудшением доставки СЖК в мышечную ткань.

Хотя в процессе мышечной деятельности липолиз разворачивается, однако уже на 30 – 40-й минутах работы средней интенсивности её энергообеспечения в равной мере осуществляется за счёт окисления как углеводов, так и липидов. Дальнейшее продолжение работы, приводящее к постепенному исчерпанию ограниченных углеводных ресурсов, связано с увеличением окисления СЖК; например, энергообеспечение второй половины марафонской дистанции в беге или шоссейных велогонках (более 100 км) преимущественно связано с использованием жиров.

Несмотря на то что использование энергии от окисления липидов имеет реальное значение для обеспечения выносливости только при продолжительной мышечной деятельности, начиная уже с первых минут работы с интенсивностью, превышающей 60 % VO2max, отмечается освобождение из триацилглицеридов СЖК, их поступление и окисление в сокращающихся мышцах. Через 30 – 40 мин после начала работы скорость потребления СЖК возрастает в 3 раза, а после 3 – 4 часов работы – в 5 – 6 раз.

Внутримышечная утилизация триглицеридов существенно возрастает под влиянием тренировки аэробной направленности. Эта адаптационная реакция проявляется как в быстроте развёртывания процесса образования энергии за счёт окисления СЖК, поступивших из трицеридов мышц, так и в возрастании их утилизации из мышечной ткани.

Не менее важным адаптационным эффектом тренированной мышечной ткани является повышение её способности к утилизации жировых запасов. Так, после 12-недельной тренировки аэробной направленности способность к утилизации триглицеридов в работающих мышцах резко возрастала и достигала 40 %.

Роль белков для ресинтеза АТФ не существенна. Однако углеродный каркас многих аминокислот может быть использован в качестве энергетического топлива в процессе окислительного метаболизма, что проявляется при продолжительных нагрузках средней интенсивности, при которых вклад белкового метаболизма в энергопродукцию может достичь 5 – 6 % общей потребности в энергии.

Благодаря значительным запасам глюкозы и жиров в организме и неограниченной возможности потребления кислорода их атмосферного воздуха, аэробные процессы, обладая меньшей мощностью по сравнению с анаэробными, могут обеспечивать выполнение работы в течении длительного времени (т. е. их ёмкость очень велика при очень высокой экономичности). Исследования показывают, что, например в марафонском беге за счёт использования мышечного гликогена работа мышц продолжается в течении 80 мин. Определённое количество энергии может быть мобилизовано за счёт гликогена печени. В сумме это может обеспечить 75 % времени, необходимого для преодоления марафонской дистанции. Остальная энергия образуется в результате окисления жирных кислот. Однако скорость их диффузии из крови в мышцы ограничена, что лимитирует производство энергии за счёт этих кислот. Энергии, продуцируемой вследствие окисления СЖК, достаточно для поддержания интенсивности работы мышц на уровне 40 – 50 % VO2max, ВТО времы как сильнейшие марафонцы способны преодолевать дистанцию с интенсивностью, превышающей 80 – 90 % VO2max, что свидетельствует о высоком уровне адаптации аэробной системы энергообеспечения, позволяющем не только обеспечить оптимальное сочетание использования углеводов, жиров, отдельных аминокислот и метаболитов для производства энергии, но и экономное расходование гликогена.

Таким образом, вся совокупность реакций, обеспечивающих аэробное окисление гликогена, выглядит следующим образом. На первом этапе в результате аэробного гликолиза образуется пировиноградная кислота и ресинтезируется некоторое количество АТФ. На втором, в цикле Кребса, производится СО2, а ионы водорода (Н+) и электроны (е-) вводятся в систему транспорта электронов также с ресинтезом некоторого количества АТФ. И наконец, заключительный этап связан с образованием Н2О из Н+, е- и кислорода с высвобождением энергии, используемой для ресинтеза подавляющего количества АТФ. Жиры и белки, используемые в топлива для ресинтеза АТФ, также проходят через цикл Кребса и систему транспорта электронов (рис. 10).

Рис. 10. Схематическое изображение функционирования аэробной системы энергообеспечения

Лактатная система энергообеспечения.

В лактатной системе энергообеспечения ресинтез АТФ происходит за счёт расщепления глюкозы и гликогена при отсутствии кислорода. Этот процесс принято обозначать как анаэробный гликолиз. Анаэробный гликолиз является значительно более сложным химическим процессом по сравнению с механизмами расщепления фосфогенов в алактатной системе энергообеспечения. Он предусматривает протекание серии сложных последовательных реакций, в результате которых глюкоза и гликоген расщепляются до молочной кислоты, которая в серии сопряжённых реакций используется для ресинтеза АТФ (рис. 2).

Рис. 2. Схематическое изображение процесса анаэробного гликолиза

В результате расщепления 1 моля глюкозы образуется 2 моля АТФ, а при расщеплении 1 моля гликогена – 3 моля АТФ. Одновременно с высвобождением энергии в мышцах и жидкостях организма происходит образование пировиноградной кислоты, которая затем преобразуется в молочную кислоту. Молочная кислота быстро разлагается с образованием её соли – лактата.

Накопление молочной кислоты в результате интенсивной деятельности гликолитического механизма приводит к большому образованию лактата и ионов водорода (Н+) в мышцах. В результате, несмотря на действие буферных систем, постепенно снижается мышечный pH с 7,1 до 6,9 и даже до 6,5 – 6,4. Внутриклеточный pH, начиная с уровня 6,9 – 6,8 замедляет интенсивность гликолитической реакции восстановления запасов АТФ, а при pH 6,5 – 6,4 расщепление гликогена прекращается. Таким образом, именно повышение концентрации молочной кислоты в мышцах ограничивает расщепление гликогена в анаэробном гликолизе.

В отличие от алактатной системы энергообеспечения, мощность которой достигает максимальных показателей уже на первой секунде работы, процесс активизации гликолиза разворачивается значительно медленнее и достигает высоких величин энергопродукции только на 5 – 10 секундах работы. Мощность гликолитического процесса значительно уступает мощности креатинфосфокиназного механизма, однако является в несколко раз более высокой по сравнению с возможностями системы аэробного окисления. В частности, если уровень энергопродукции АТФ за счёт распада КФ составляет 9 – 10 ммоль/кг с.м.т./с (сырая масса ткани), то при подключении гликолиза объём производимой АТФ может увеличиться до 14 ммоль/кг с.м.т./с. За счёт использования обоих источников ресинтеза АТФ в течении 3-минутной интенсивной работы мышечная система человека способна вырабатывать около 370 ммоль/кг с.м.т. При этом на долю гликолиза приходится не менее 80 % общей продукции. Максимальная мощность лактатной анаэробной системы проявляется на 20 – 25-й секундах работы, а на 30 – 60-й секундах гликолитический путь ресинтеза АТФ является основным в энергообеспечении работы.

Ёмкость лактатной анаэробной системы обеспечивает её превалирующее участие в энергопродукции при выполнении работы продолжительность до 30 – 90 с. При более продолжительной работе роль гликолиза постепенно снижается, однако остаётся существенной и при более продолжительной работе – до 5 – 6 мин. Общее количество энергии, которое образуется за счёт гликолиза, наглядно может быть оценено и по показателям лактата крови после выполнения работы, требующей предельной мобилизации лактатной системы энергообеспечения. У нетренированных людей предельная концентрация лактата в крови составляет 11 – 12 ммоль/л. Под влиянием тренировки ёмкость лактатной системы резко возрастает и концентрация лактата в крови может достигать 25 – 30 ммоль/л и выше.

Максимальные величины энергообразования и лактата в крови у женщин на 30 – 40 % ниже по сравнению с мужчинами такой же спортивной специализации. Юные спортсмены по сравнению со взрослыми отличаются невысокими анаэробными возможностями. максимальная концентрация лактата в крови при предельных нагрузках анаэробного характера у них не превышает 10 ммоль/кг, что в 2 – 3 раза ниже, чем у взрослых спортсменов.

Таким образом, адаптационные реакции лактатной анаэробной системы могут протекать в различных направлениях. Одним из них является увеличение подвижности гликолитического процесса, что проявляется в значительно более быстром достижении его максимальной производительности (с 15 – 20 до 5 – 8 с). Вторая реакция связана с повышением мощности анаэробной гликолитической системы, что позволяет ей продуцировать значительно большее количество энергии в единицу времени. Третья реакция сводится к повышению ёмкости системы и, естественно общего объёма продуцируемой энергии, вследствие чего увеличивается продолжительность работы, преимущественно обеспечиваемая за счёт гликолиза.

Максимальное значение лактата и pH в артериальной крови в процессе соревнований по некоторым видам спорта представлены на рис. 3.

Рис.3. Максимальные значения лактата и pH в артериальной крови у спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта: а – бег (400, 800 м); б – скоростной бег на коньках (500, 1000м); в – гребля (2000 м); г – плавание 100 м; д – бобслей; е – велогонки (100 км)
(Eindemann, Keul, 1977)

Они дают достаточно полное представление о роли лактатных анаэробных источников энергии для достижения высоких спортивных результатов разных видах спорта и об адаптационных резервах системы анаэробного гликолиза.

При выборе оптимальной продолжительности работы, обеспечивающей максимальную концентрацию лактата в мышцах, следует учитывать, что максимальное содержание лактата отмечается при использовании предельных нагрузок, продолжительность которых колеблется в пределах 1 – 6 мин. Увеличение продолжительности работы связано с уменьшением концентрации лактата в мышцах.

Для выбора оптимальной методики повышения анаэробных возможностей важно проследить особенности накопления лактата при прерывистой работе максимальной интенсивности. Например, одноминутные предельные нагрузки с четырёхминутными паузами приводят к постоянному увеличению лактата в крови (рис. 4) при одновременном снижениипоказателей кислотно-основного состояния (рис. 5).

Рис. 4. Изменение концентрации лактата в крови в процессе прерывистой максимальной нагрузки (одноминутные упражнения с интенсивностью 95 %, разделённые периодами отдыха длительностью 4 мин) (Hermansen, Stenswold, 1972)

Рис. 5. Изменение pH крови при прерывистом выполнении одноминутных нагрузок максимальной интенсивности (Hollman, Hettinger, 1980)

Аналогичный эффект отмечается и при выполнении 15 – 20-секундных упражнений максимальной мощности с паузами около 3 минут (рис. 6).

Рис. 6. Динамика биохимических изменений у спортсменов при повторном выполнении кратковременных упражнений максимальной мощности (Н. Волков и др., 2000)

Алактатная система энергообеспечения.

Эта система энергообеспечения является наименее сложной, отличается высокой мощностью освобождения энергии и кратковременностью действия. Образование энергии в этой системе происходит за счёт расщепления богатых энергией фосфатных соединений – аденозинтрифосфата (АТФ) и креатинфосфата (КФ). Энергия, образующаяся в результате распада АТФ, в полной мере включается в процесс энергообеспечения работы уже на первой секунде. Однако уже на второй секунде выполнение работы осуществляется за счёт креатинфосфата (КФ), депонированного в мышечных волокнах и содержащего богатые энергией фосфатные соединения. Расщепление этих соединений приводит к интенсивному высвобождению энергии. Конечными продуктами расщепления КФ являются креатин (Кр) и неорганический фосфат (Фн). Реакция стимулируется ферментом креатинкиназа и схематически выглядит следующим образом:

Энергия, высвобождаемая при распаде КФ, является доступной для процесса ресинтеза АТФ, поэтому за быстрым расщеплением АТФ в процессе мышечного сокращения незамедлительно следует его ресинтез из АДФ и Фн с привлечением энергии, высвобождаемой при расщеплении КФ:

Ещё одним механизмом алактатной системы энергообеспечения является так называемая миокиназная реакция, которая активизируется при значительном мышечном утомлении, когда скорость расщепления АТФ существенно превышает скорость её ресинтеза. Миокиназная реакция стимулируется ферментом миокиназа и заключается в переносе фосфатной группы с одной молекулы на другую и образованием АТФ и аденозинмонофосфата (АМФ):

Аденозинмонофосфат (АМФ), являющийся побочным продуктом миокиназной реакции, содержит последнюю фосфатную группу и в отличие от АТФ и АДФ не может быть использован в качестве источника энергии. Миокиназная реакция активизируется в условиях, когда в силу утомления другие пути ресинтеза АТФ исчерпали свои возможности.

Запасы КФ не могут быть восполнены в процессе выполнения работы. Для его ресинтеза может быть использована только энергия, высвобождаемая в результате распада АТФ, что оказывается возможным лишь в восстановительном периоде после окончания работы.

Алактатная система, отличаясь очень высокой скорость освобождения энергии, одновременно характеризуется крайне ограниченной ёмкостью. Уровень максимальной алактатной анаэробной мощности зависит от количества фосфатов (АТФ и КФ) в мышцах и скорости их использования. Под влиянием тренировки спринтерского характера показатели алактатной анаэробной мощности могут быть значительно повышены. Под влиянием специальной тренировки мощность алактатной анаэробной системы может быть увеличена на 40 -80 %. Например, спринтерская тренировка в течении 8 недель бегунов привела к увеличению содержания АТФ и КФ в скелетной мышце в состоянии покоя примерно на 10 %.

Под влиянием тренировки в мышцах не только увеличивается количество АТФ и Кф, но и существенно возрастает способность мышечной ткани к их расщеплению. Ещё одной адаптационной реакцией, определяющей мощность алактатной анаэробной системы, является ускорение ресинтеза фосфатов за счёт повышения активности ферментов, в частности креатинфосфокиназы и миокиназы.

Под влиянием тренировки существенно возрастают и показатели максимальной ёмкости алактатной анаэробной стстемы энергообеспечения. Ёмкость алактатной анаэробной системы под влиянием целенаправленной многолетней тренировки иожет возрастать в 2,5 раза. Это подтверждается показателями максимального алактатного О2-долга: у начинающих спортсменов он составляет 21,5 мл/кг, у спортсменов высокого класса может достигать 54,5 мл/кг.

Увеличение ёмкости алактатной энергетической системы проявляется и в продолжительности работы максимальной интенсивности. Так, у лиц не занимающихся спортом, максимальная мощность алактатного анаэробного процесса, достигнутая через 0,5 – 0,7 с после начала работы, может удерживаться не более 7 – 10 с, то у спортсменов высшего класса, специализирующихся в спринтерских дисциплинах, она может проявляться в течение 15 – 20 с. При этом большая продолжительность работы сопровождается и значительно большей её мощностью, что обусловливается высокой скоростью распада и ресинтеза высокоэнергетических фосфатов.

Концентрация АТФ и КФ у мужчин и женщин практически одинакова – около 4 ммоль/кг АТФ и 16 ммоль/кг КФ. Однако общее количество фосфогенов, которые могут использоваться при мышечной деятельности, у мужчин значительно больше, чем у женщин, что обусловлено большими различиями в общем объёме скелетной мускулатуры. Естественно, что у мужчин значительно больше ёмкость алактатной анаэробной системы энергообеспечения.

В заключении следует отметить, что лица с высоким уровнем алактатной анаэробной производительности, как правило, имеют низкие аэробные возможности, выносливость к длительной работе. Одновременно у бегунов на длинные дистанции алактатные анаэробные возможности не только не сравнимы с возможностями спринтеров, но и часто уступают показателям, регистрируемым у лиц, не занимающихся спортом.

Общая характеристика систем энергообеспечения мышечной деятельности

Энергия, как известно, представляет собой общую количественную меру, связывающую воедино все явления природы, разные формы движения материи. Из всех видов энергии, образующейся и использующейся в различных физических процессах(тепловая, механическая, химическая и др.)применительно к мышечной деятельности, основное внимание должно быть сконцентрировано на химической энергии организма, источником которой являются пищевые продукты и её преобразовании в механическую энергию двигательной деятельности человека.

Энергия, высвобождаемая во время расщепления пищевых продуктов, используется для производства аденозинтрифосфата (АТФ), который депонируется в мышечных клетках и является своеобразным топливом для производства механической энергии мышечного сокращения.

Энергию для мышечного сокращения даёт расщепление аденозинтрифосфата (АТФ) до аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата (Ф). Количество АТФ в мышцах невелико и его достаточно для обеспечения высокоинтенсивной работы лишь в течении 1 – 2 с. Для продолжения работы необходим ресинтез АТФ, который производится за счёт энергоотдающих реакций трёх типов. Восполнение запасов АТФ в мышцах позволяет поддерживать постоянный уровень его концентрации, необходимый для полноценного мышечного сокращения.

Ресинтез АТФ обеспечивается как в анаэробных, так и в аэробных реакциях с привлечением в качестве энергетических источников запасов креатинфосфата (КФ) и АДФ, содержащихся в мышечных тканях, а также богатых энергией субстратов (гликоген мышц и печени, запасы липозной ткани и др.). Химические реакции, приводящие к обеспечению мышц энергией протекают в трёх энергетических системах: 1) анаэробной алактатной, 2) анаэробной лактатной (гликолитической), 3) аэробной.

Образование энергии в первых двух системах осуществляется в процессе химических реакций, не требующих наличия кислорода. Третья система предусматривает энергообеспечение мышечной деятельности в результате реакций окисления, протекающих с участием кислорода. Наиболее общие представления о последовательности включения и количественных соотношениях в энергообеспечении мышечной деятельности каждой из указанных систем приведены на рис. 1.

Возможности каждой из указанных энергетических систем определяются мощностью, т. е. скоростью освобождения энергии в метаболических процессах, и ёмкостью, которая определяется величиной и эффективностью использования субстратных фондов.

Рис. 1. Последовательность и количественные соотношения процессов энергообеспечения мышечной деятельности у квалифицированных спортсменов в различных энергетических системах (схема): 1 – алактатной; 2 – лактатной; 3 – аэробной

Все процессы деятельности функциональных систем человека и всего организма в целом связано с затратами энергии, которая необходима как для сокращения мышц, так и для генерации и передачи нервных импульсов, биосинтеза необходимых организму сложных органических соединений.

Источником энергии в организме человека служит потенциальная химическая энергия пищевых веществ. В процессе обмена она освобождается и преобразуется в другие виды энергии. Непосредственным и прямым источником энергии является аденозинтрифосфорная кислота, или аденозинтрифосфат (АТФ).

При расщеплении одной молекулы АТФ выделяется 10 ккал энергии:

АТФ  АДФ + НзРО 4 + 10 ккал

Запас АТФ находится в мышцах, однако эти запасы сравнительно малы: их хватает на 2-3 секунды интенсивной работы. Поэтому для продолжения работы большое значение имеет восстановление (ресинтез) АТФ в организме, причем скорость ресинтеза АТФ должна соответствовать его расходу.

В зависимости от особенностей биохимических реакций, протекающих при ресинтезе, принято выделять три метаболические системы восстановления АТФ:

алактатная анаэробная или фосфагенная, связанная с процессами ресинтеза АТФ за счет другого высокоэнергетического вещества креатинфосфата (КрФ);

гликолитическая анаэробная, обеспечивающая ресинтез АТФ с помощью реакций расщепления гликогена или глюкозы до молочной кислоты (МК);

аэробная, связанная с реакциями окисления энергетических субстратов (углеводов, жиров, белков).

Каждый из перечисленных биоэнергетических компонентов характеризуется критериями мощности, емкости и эффективности.

Критерий мощностиоценивает то максимальное количество энергии в единицу времени, которое может быть обеспечено каждой из метаболических систем.

Критерий емкостиоценивает доступные для использования общие запасы энергетических веществ в организме, или общее количество выполненной работы за счет данного компонента.

Критерий эффективностипоказывает, какое количество внешней (механической) работы может быть выполнено на каждую единицу затрачиваемой энергии.

Алактатный метаболический процесс представляет собой наиболее мощный, быстро мобилизуемый источник энергии. Ресинтез АТФ за счет КрФ осуществляется почти мгновенно. Эта система обладает наибольшей мощностью по сравнению с двумя другими и играет основную роль при энергообеспечении организма при кратковременной работе, осуществляемой с максимальными усилиями: спринтерский бег, прыжки, резкие удары.

Однако ее емкость невелика в связи с ограниченностью запасов КрФ в мышцах, поэтому в процесс обеспечения организма энергией включается анаэробный гликолиз , который начинается практически с самого начала, но достигает своей мощности лишь через 15-20 секунд и эта мощность не может поддерживаться более 2-3 минут. Энергетическими субстратами при этом служат гликоген.

Гликоген, запасаемый в мышцах и печени, представляет собой цепочку молекул глюкозы (глюкозных единиц – ГЕ), которые в процессе реакции последовательно отщепляются. Каждая ГЕ из гликогена восстанавливает 3 молекулы АТФ (молекула глюкозы только 2) и при этом образует еще 2 молекулы молочной кислоты (МК). Поэтому при большой мощности и продолжительности гликолитической анаэробной работы в крови образуется большое количество МК. До определенной концентрации МК связывается буферными системами крови, при превышении же этой концентрации возможности буферных систем исчерпываются и в крови происходит сдвиг кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону, что вызывает угнетение ключевых ферментов анаэробного гликолиза, вплоть до полного их торможения. Накопление молочной кислоты в ощущениях выражается болезненными явлениями в мышцах.

При переходе от состояния покоя к мышечной деятельности кислородный запрос возрастает во много раз. Однако, необходимо 1-3 минуты, чтобы усилилась деятельность кардио-респираторной системы, и обогащенная кислородом кровь могла быть доставлена к работающим мышцам. С увеличением длительности упражнений наращивается скорость процессов аэробного образования энергии и, при увеличении продолжительности работы более 10 минут, энергообеспечение осуществляется уже почти целиком за счет аэробных процессов.

Мощность аэробной системы энергообеспечения в 3 раза меньше мощности фосфагенной и в 2 раза анаэробной гликолитической. Вместе с тем, он отличается наибольшей производительностью и экономичностью. В качестве продуктов окисления при этом используются углеводы, жиры и белки, поступающие в организм с пищей.

Аэробное расщепление углеводов в отличие от анаэробного расщепления глюкозы характеризуется тем, что пировиноградная кислота не превращается в молочную, а расщепляется до углекислого газа и воды, которые легко выводятся из организма. При этом из одной молекулы углеводов образуется 39 молекул АТФ. Еще большей энергоемкостью обладают жиры (1 моль смеси жирных кислот образует 138 молекул АТФ). Белки еще более энергоемки, но их вклад в аэробный процесс очень мал.

Во время выполнения физических упражнений не большой мощности (ЧСС 120-160 ударов в минуту) достаточно продолжительное время (до нескольких часов) большая часть энергии поставляется за счет окисления жиров. При увеличении мощности в окислительные реакции вступают углеводы, при работе на максимальной мощности (ЧСС 180-200 ударов в минуту) подавляющую часть энергопродукции обеспечивает уже окисление углеводов.

В реальных условиях физических нагрузок задействованы все 3 биоэнергетические системы. В зависимости от мощности, продолжительности и вида физических упражнений меняется лишь соотношение вклада каждой системы в энергообеспечение (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Динамика скорости энергообразующих процессов.

Интенсивность аэробной работы можно охарактеризовать скоростью потребления кислорода. При определенной мощности физической нагрузки достигается индивидуальное для каждого человека максимальное потребление кислорода (МПК). Мощность физической нагрузки, например, скорость передвижения, при которой достигается МПК,называется критической. У молодых здоровых нетренированных мужчин МПКсоставляет в среднем 40-50 мл/кг/мин, а у высокотренированных спортсменов в видах спорта на выносливость – 80-90 мл/кг/мин.

При равномерной непрерывной работе (ЧСС до 150 ударов в минуту) скорость потребления кислорода достигает величины, запрашиваемой работающими мышцами, при этом организм способен удовлетворять этот запрос. Работа на данном уровне мощности физической нагрузки может продолжаться достаточно долго.

С увеличением интенсивности нагрузки (ЧСС 180-200 ударов в минуту) до критической потребление кислорода возрастает до МПК. Этот уровень не может поддерживаться долго, даже у тренированных людей не больше 6-8 минут. При дальнейшем продолжении работы на уровне МПК потребности организма в кислороде уже не удовлетворяются, т.к. исчерпаны возможности ССС или исчерпана окислительная способность дыхательных ферментов в мышечных клетках. В этом случае опять активизируются анаэробные системы энергообеспечения. Организм работает как бы «в долг». При возрастании мощности работы и соответственно увеличении потребления кислорода более 50% от МПК, содержание МК в крови резко увеличивается. Эта граница выраженного перехода от преимущественно аэробного энергообеспечения к смешанному аэробно-анаэробному называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). ПАНО является критерием аэробной эффективности.

На практике это вполне определенное значение: чтобы нетренированный человек был способен длительное время выполнять работу, в которой задействованы большие мышечные группы, он не должен превышать ПАНО или мощности, соответствующей 50%-му уровню МПК.

Человек, систематически занимающийся физическими упражнениями, не только увеличивает МПК, но поднимает ПАНО до 60%-го уровня от МПК, а также минимизирует свои энергозатраты за счет совершенствования техники выполнения движений. Путь повышения физической работоспособности через увеличение аэробной эффективности наименее рискован и наиболее приемлем, т.к. не требует значительного увеличения ЧСС и потому доступен всем возрастным категориям. Именно с этим связано широкое применение на занятиях по физической культуре циклических видов упражнений (бег, лыжи, плавание) и гимнастических упражнений аэробного характера, а также использование направленного, избирательного тренировочного воздействия на отдельные компоненты физической работоспособности.

Слово «энергия» является одним из наиболее употребляемых слов в нашем лексиконе. Мы говорим об энергетических влияниях, о плохих и хороших энергиях, о передачи энергии и т.п. Хотя на сегодняшний день на нашей планете нет человека, который бы смог дать определение самому понятию – «энергия». Мы можем наблюдать только превращение энергии из одного вида в другой, совершенно не понимая, что это такое, откуда оно взялось и где находится источник энергии. Словом «энергия» мы называем множество самых разных явлений, а некоторые люди представляют себе «энергию» в виде какой-то материальной субстанции, которую можно концентрировать, лепить из нее «шарики» и т.п.

В некоторых упражнениях Метода Сильвы используется метафора – например, «представь энергию своего тела в виде свете, тепла и т.п. …» очень важно понимать, что метафорическое описание не есть описанием дословным, в человеческом языке, из-за незнания сущность энергии, пока нет соответствующих терминов. А само слово «энергия», в переводе с древнегреческого означает «способность выполнять работу». Вполне вероятно, что древнее значение этого слово намного ближе к истине, чем некоторые современные его толкования. Термин «энергия» является скорее философским термином, чем просто описательным. То есть «накопление энергии в теле», может означать только одно – сигнал организму повысить свою способность выполнять работу. Именно так, во всяком случае, в Методе Сильвы, это слово следует воспринимать.

Выдающийся американский ученый Альберт Сент-Дьерди писал, что жизнь представляет собой непрерывный процесс преобразования энергии различных видов. Этот процесс самым непосредственным образом связан с электрическими свойствами живого вещества, а конкретнее, с его способностью проводить электрический ток (электропроводностью).

Электрический ток - это упорядоченное движение электрических зарядов. Носителями электрических зарядов могут быть электроны (заряжены отрицательно), ионы (положительные и отрицательные) и дырки. О «дырочной» проводимости стало известно не очень давно, когда были открыты материалы, которые получили название полупроводников.

До этого все вещества делили, с точки зрения электрической проводимости, на проводники и изоляторы. Затем были открыты полупроводники. Это открытие оказалось впрямую связанным с пониманием процессов, протекающих в живом организме. Оказалось, что многие процессы в живом организме могут быть объяснены благодаря применению электронной теории полупроводников. Аналогом молекулы полупроводника является макромолекула живого. Изучение свойств полупроводников показало, что эти вещества сближают живую и неживую природу. Что в них напоминает свойства живого?

Они очень чувствительны к действию внешних факторов; под их влиянием изменяют свои электрофизические свойства. Так, при повышении температуры электрическая проводимость неорганических и органических полупроводников очень сильно увеличивается. У металлов в таком случае она уменьшается.

На проводимость полупроводников оказывает влияние свет. Под его действием на полупроводнике возникает электрическое напряжение. Значит, происходит превращение энергии света в энергию электрическую (солнечные батареи). Полупроводники реагируют не только на свет, но и на проникающую радиацию (в том числе и на рентгеновское излучение). На свойства полупроводников влияют давление, влажность, химический состав воздуха и т.д. Аналогичным образом мы реагируем на изменение условий во внешнем мире. Под действием внешних факторов меняются биопотенциалы тактильных, вкусовых, слуховых, зрительных анализаторов.

Электрический ток зависит от количества переносимых зарядов и от скорости переноса. Эту скорость называют подвижностью. Подвижность зарядов (в дырке) в полупроводниках значительно больше, чем в металлах (проводниках). Поэтому у них даже при относительно малом числе носителей зарядов проводимость может быть существенной. Полупроводники можно образовать и другим способом. В вещество можно внести атомы других элементов, у которых уровни энергии расположены в запрещенной зоне. Эти внесенные атомы являются примесями. Так можно получить вещество - полупроводник с примесной проводимостью. Проводники с примесной проводимостью широко используются как преобразователи первичной информации, поскольку их проводимость зависит от многих внешних факторов (температуры, интенсивности и частоты проникающего излучения).

В организме человека имеются вещества, которые обладают и примесной проводимостью. Одни примесные вещества при их введении в кристаллическую решетку поставляют электроны в зону проводимости. Поэтому их называют донорами. Другие примеси захварывают электроны из валентной зоны, то есть образуют дырки. Их называют акцепторами.

В настоящее время установлено, что в живом веществе имеются атомы и молекулы, как доноры, так и акцепторы. Но живое вещество обладает и такими свойствами, которых нет у органических и неорганических полупроводников. Это свойство - очень малые значения энергии связи. Так, для гигантских биологических молекул энергия связи составляет всего несколько электрон-вольт, тогда как энергия связи в растворах или жидких кристаллах находится в пределах 20-30 эВ. Это свойство очень принципиально, поскольку позволяет обеспечить высокую чувствительность.

В живом организме реализуется и ионная проводимость. Образованию и разделению ионов в живом веществе способствует наличие воды в белковой системе. От него зависит диэлектрическая постоянная белковой системы. Носителями зарядов в этом случае являются ионы водорода - протоны. Только в живом организме вес виды проводимости (электронная, дырочная, ионная) реализуются одновременно. Соотношение между разными проводимостями меняется в зависимости от количества воды в белковой системе.

Нуклеиновые кислоты также играют важную роль в живом организме. Несмотря на то, что их структура, водородные связи и т.д. отличаются от таковых и у биологических систем, имеются вещества (небиологические) с принципиально подобными электрофизическими свойствами. Но аминокислоты в составе живого организма обладают и свойствами, которыми белки не обладают. Это очень важные свойства.

Благодаря ним механические воздействия в них превращаются в электричество. Это свойство вещества в физике называется пьезоэлектрическим. В нуклеиновых кислотах живого организма тепловое воздействие также приводит к образованию электричества (термоэлектричество). То и другое свойство аминокислот определяется наличием в них воды. Ясно, что указанные свойства меняются в зависимости от количества воды. Использование этих свойств в организации и функционировании живого организма очевидно. Так, на зависимости проводимости от освещенности (фотопроводимость) основано действие палочек зрительной сетчатки. Но молекулы живых организмов обладают и электронной проводимостью, как и металлы.

Электрофизические свойства белковых систем и нуклеиновых молекул проявляются только в динамике, только в живом организме. С наступлением смерти электрофизическая активность очень быстро пропадает. Это происходит потому, что прекратилось движение зарядоносителей (ионов и электронов и др.). Можно не сомневаться, что именно в электрофизических свойствах живого вещества заложена возможность быть живым.

Об этом Сент-Дьерди писал так: «Я глубоко убежден, что мы никогда не сможем понять сущность жизни, если ограничимся молекулярным уровнем. Ведь атом - это система электронов, стабилизируется ядром, а молекулы не что иное, как атомы, удерживаемые вместе валентными электронами, то есть электронными связями ».

Одновременно с движением электрических зарядов (электронов, ионов, дырок), которое определяет собой электропроводимость, действуют друг на друга и электромагнитные поля. Элементарные частицы обладают магнитными моментами, т.е. являются магнитиками. Поскольку эти магнитики взаимодействуют друг с другом (а они обязаны это делать), то в результате этого воздействия устанавливается определенная ориентация этих частиц. Непрерывно молекулы и атомы меняют свое состояние - они осуществляют непрерывные и скачкообразные (дискретные) переходы из одного электрического состояния в другое. Получая дополнительную энергию, они возбуждаются. Когда они от нее освобождаются, то переходят в основное энергетическое состояние. Эти переходы оказывают влияние на подвижность зарядоносителей в живом организме. Таким образом, действие электромагнитных полей меняет движение электронов, ионов и других зарядоносителей.

С помощью этих зарядов носителей осуществляется передача информации в центральной нервной системе. Сигналы в центральной нервной системе, обеспечивающие работу всего организма как единого целого, являются электрическими импульсами. Но они распространяются значительно медленнее, чем в технических системах. Это обусловлено сложностью всего комплекса процессов, которые оказывают влияние на движение зарядоносителей, на их подвижность, а значит, и на скорость распространения электрических импульсов.

Организм отвечает действием на определенное внешнее воздействие только после того, как он получил информацию об этом воздействии. Ответная реакция организма очень замедлена потому, что сигналы о внешнем воздействии распространяются медленно. Таким образом, скорость защитных реакций живого организма зависит от электрофизических свойств живого вещества. Если же действуют извне электрические и электромагнитные поля, то эта реакция еще больше замедляется. Это установлено как в лабораторных опытах, так и при изучении влияния электромагнитных полей во время магнитных бурь на живые системы, в том числе и на человека.

Для раскрытия сущности электрических явлений в живом организме необходимо понять смысл потенциала биологической системы, биопотенциала. В физике понятие потенциала имеет следующий смысл.

Потенциал - это возможность, В данном случае - энергетическая возможность. Для того чтобы оторвать орбитальный электрон из атома водорода, надо преодолеть силы, которые удерживают его в атоме, то есть надо обладать энергетической возможностью эту работу выполнить.

Для того, чтобы произвести ионизацию атомов и молекул живого вещества, надо приложить значительно меньшую энергию, чем при воздействии на неживые вещества. В живых веществах, как уже говорилось, энергия связи в молекулах составляет единицы и даже сотые доли электрон-вольт. В неживых молекулах и атомах эта энергия находится в пределах нескольких десятков электрон-вольт (30-50).

В биологических системах в результате определенного распределения электрических зарядов (их поляризации) имеются электрические поля, поскольку между электрическими зарядами действуют электрические силы (силы Кулона) отталкивания и притяжения в зависимости от того, являются ли эти заряды одноименными или разноименными соответственно.

Энергетической характеристикой электрического поля является разность потенциалов между разными точками этого поля. Разность потенциалов определяется электрическим полем, которое, в свою очередь, определяется распределением заряженных частиц. Распределение заряженных частиц определяется взаимодействием между ними. Разность потенциалов в биологических системах (биопотенциалов) может составлять единицы милливольт. Величина биопотенциалов является однозначным показателем состояния биосистемы или ее частей. Она меняется в том случае, если организм находится в патологическом состоянии. В этом случае меняются реакции живого организма на факторы внешней среды. Возникают реакции, которые наносят вред организму, его функционированию и структуре.

Электрофизическими свойствами биологических соединений определяется и быстрота реакции живого организма, как единого целого, так и его отдельных анализаторов на действие внешних факторов. От этих свойств зависит и быстрота обработки информации в организме. Ее оценивают по величине электрической активности. Без движения зарядоносителей все эти функции организма были бы невозможны. Таким образом, биоэнергетические явления на уровне элементарных частиц являются основой главных функций живого организма, без этих функций жизнь невозможна. Энергетические процессы в клетках (преобразование энергии и сложнейшие биохимические обменные процессы) возможны только благодаря тому, что в этих процессах участвуют легкие заряженные частицы - электроны.

Биопотенциалы тесно связаны с электрической активностью данного органа. Так, электрическая активность мозга характеризуется спектральной плотностью биопотенциалов и импульсами напряжения различной частоты. Это знакомые Тебе следующие биоритмы мозга (в Герцах): дельта-ритм (0,5- 4), тета-ритм {4-7), альфа-ритм (7-14), бета-ритм (14-21). Имеются, хотя и нерегулярно, и некоторые ритмы с большей частотой. Амплитуда электрических импульсов мозга человека достигает значительной величины - до 5010 мкВ.

Кто знаком с электроникой, тот знает, что при передаче информации и ее обработке важна не только частота следования импульсов и их амплитуда, но и форма импульсов,

Как формируются эти импульсы? Их характеристики говорят о том, что они не могут создаваться изменениями ионной проводимости. В этом случае процессы развиваются более медленно, то есть они более инерционны. Эти импульсы могут формироваться только движением электронов, масса (а значит и инерционность) которые значительно меньше.

Команды всем органам поступают через центральную нервную систему быстрее всего, поскольку ее электропроводность (а значит и скорость распространения информации) значительно выше, чем электропроводность мышечных тканей и кровеносной системы. Решающее значение для жизни и функционирования живого организма имеют именно электрофизические свойства живого. Об этом свидетельствуют и такие факты,

Установлено, что если на человека внезапно действуют раздражающие факторы, то сопротивление тела человека электрическому току (чем больше сопротивление, тем меньше электропроводность) резко изменяется. Принципиально важно, что неожиданные внешние воздействия могут иметь различную физическую природу. Это может быть и яркий свет, и прикосновение горячим предметом, и сообщение человеку неожиданной, важной для него информации. Во всех случаях результат один - электропроводность тела человека увеличивается. Изменение во времени электропроводности зависит как от самого действующего внешнего фактора, так и от его сипы. Но во всех случаях увеличение электропроводности происходит очень быстро, а ее восстановление к нормальным величинам - значительно медленнее. Быстрое изменение электропроводности может происходить только за счет электронной (той или иной), которая является наименее инерционной.

По-видимому, медицина в будущем будет лечить человека от различных недугов, прежде всего восстановлением электрофизических свойств центральной нервной системы.

Конечно, этот вопрос очень непростой. Уже сейчас установлено, что электропроводность разных живых организмов и разных систем в одном живом организме различи а. Органы и системы организма, которые должны для обеспечения выживания реагировать на внешние раздражители быстрее всего, обладают наименее инерционной проводимостью - электронной и электронно-дырочной.

Извне в организм поступает энергия, которая обеспечивает его функционирование как целого, а также всех составляющих его частей.

Заряды энергии могут иметь как положительный, так и отрицательный знаки. Необходимо иметь в виду, что речь идет не об электрических зарядах. В здоровом организме имеется равновесие положительных и отрицательных элементов энергии. Это означает равновесие между процессами возбуждения и торможения (элементы энергии одного знака возбуждают работу органа, а противоположного знака - тормозят ее). Когда же равновесия между потоками положительной и отрицательной энергии нарушены, то организм (или отдельный его орган) переходит в состояние болезни, поскольку нарушено равновесие процессов возбуждения и торможения. При этом одни заболевания обусловлены чрезмерным возбуждением функций (синдром избытка), а другие их угнетением (синдром недостатка). Для излечения организма необходимо восстановить равновесие (баланс) положительного и отрицательного видов энергии в нем. Этого можно достичь воздействием иглой на биологически активные точки кожи.

Энергия из воздуха поступает в различные органы и системы организма через определенную энергопроводящую систему. Каждый орган имеет свои каналы для поступления этой энергии. Правда, в данном случае каждый орган надо понимать не узко анатомически, а шире, исходя из его функций. Так, в орган «сердце» надо включать всю систему, которая обеспечивает как вес функции кровообращения, так и некоторые элементы психической деятельности человека. В орган «почки» включаются наряду с системой мочеобразования и мочевыделения и все железы внутренней секреции, В орган «легкие» включена и кожа. Орган «печень» включает не только систему обеспечения обменных процессов, но и их регуляцию центральной нервной и вегетативной системами. Система, обеспечивающая все процессы восприятия и переработки в организме пищи, ассоциируется с «селезенкой».

Таким образом, для понимания работы организма более правильно рассматривать не узко анатомические органы, а определенные функциональные системы. Важен не орган сам по себе, а его функция. Важно знать, как настроить эту функцию, если она нарушена. Каждая такая функциональная система (орган) получает энергию из воздуха (из космоса) через определенные каналы движения энергии на поверхности кожи. Эти каналы называют меридианами. Каждый орган потребляет энергию, которая поступает через определенный меридиан. Меридианы являются главными каналами, магистралями, по которым энергия извне поступает к данному органу (в описанном выше широком смысле этого слова). Наряду с ними имеются и менее важные пути поступления энергии. Они в свою очередь разветвляются, и так вся кожа оказывается покрытой сетью эти каналов.

Весь путь, по которому энергия поступает из воздуха к органу, делится на два этапа. На первом ее этапе происходит ее захват. Эта часть меридиана располагается на руках и ногах. Через последующую часть меридиана происходит транспортировка энергии к данному органу или системе организма.

На коже концентрируется необходимая органу энергия, потому что процессы возбуждения и торможения в данном органе притягивают к себе элементы энергии извне (разных знаков соответственно). Так в результате внутренней активности организма на коже концентрируются частицы необходимой энергии. Это находит отражение в названиях меридианов (энергоканалов) специалистами: они говорят - меридиан руки и легких, меридиан ноги и почек и т.п. По одним меридианам к органу поступает энергия возбуждения, а по другим - энергия противоположного знака - то есть торможения,

«Работают» меридианы не независимо друг от друга, а очень согласованно. Так же согласованно работают органы (в здоровом организме). При этом все каналы (меридианы), а значит и органы, составляют единую согласованную систему, по которой проходит энергия в организме. Все органы и системы в организме работают в определенном ритме. Точнее, имеется много ритмов.

Поскольку все энергетические каналы (меридианы) соединены в единую систему, то есть являются своего рода сообщающимися сосудами, то на любой орган можно воздействовать не только через его «собственный» меридиан, но и через меридианы других органов. Так можно действовать возбуждающе или угнетающе. Каждый энергетический канал не является однородным. На нем располагаются физиологические активные точки.

Организм и космос представляют собой единую систему. В живой организм поступает энергия непосредственно из космоса, то есть происходит прямой энергообмен между организмом и окружающей средой.

Для большинства это покажется необычным, поскольку мы воспитаны на том, что энергия в организме возникает в результате распада веществ (пищи). Функционирование всех органов и систем организма не только взаимосвязано (что является естественным и не вызывает сомнения), но и управляется некоей энергетической, (лучше сказать информационно-энергетической) службой организма, Она обеспечивает всю регуляцию в организме. Без информации, ее получения, анализа, переработки и передачи управлять ничем и никем нельзя. Поэтому эта служба, связанная с потоками энергии из космоса в организм и в самом организме, является информационной.

Если эта служба по каким-то причинам нарушается (например, состояние среды препятствует поступлению энергии извне), то нарушается и ход регуляторных процессов в системах организма. Это может стать основой нарушения правильной работы организма, то есть причиной заболевания.

Поток энергии из космоса внутрь организма не может быть произвольным, нерегулируемым. В организм должно поступать столько энергии, сколько ее требуется для правильного его функционирования. Это количество зависит от выполняемой (физической и умственной) работы, от психоэмоционального напряжения и т. д. и т.п. Поэтому естественно, что в организме должны быть регуляторы, которые на основании анализа о состоянии организма и его потребностях в энергии регулировали бы поступление в него энергии из космоса.

У нас в стране изучение биоэнергетики человека начало проводиться на экспериментальном уровне с применением сложных приборов в 1920-е. годы в лаборатории А. Г. Гурвича. Он же и ввел понятие «биополя». Исследователям удается регистрировать нечто, что, возможно, в той или иной мере связано с биополем человека. При этом должно быть ясно, что какое-то одно проявление биополя, или, иначе говоря, составляющая его может не совпадать пространственно с другой его частью. Это можно пояснить на таком примере. Имеется некий предмет, конструкция, которая может быть видна, когда ее освещают видимым светом, ультрафиолетовым излучением, рентгеновскими лучами и т.д. При этом каждый раз форма этой конструкции высвечивается разная, хотя конструкция является единой, неделимой.

С делением клеток (митозом) связано определенное излучение, которое обнаружил и измерял А. Г. Гурвич. Он назвал его) «митогенетическим». Было установлено, что если под это излучение попадают другие клетки, то и их митоз (деление) увеличивается, то есть стимулируется их рост. Эксперименты Гурвича повторил в 1928 году Денни Габор, который в 1971 году стал нобелевским лауреатом в области физики. Габор проводил свои эксперименты в лаборатории концерна «Сименс» в Берлине вместе со своим коллегой Т.Рейтером. В 1954 году итальянцы Л. Колли и У. Фатчини сумели измерить митогенетические лучи Гурвича. Их интенсивность оказалась слишком маленькой. Она составляла всего несколько квантов в секунду на квадратный сантиметр. Для сравнения - нормальный дневной свет сильнее в миллиард умноженный на миллиард раз.

В настоящее время специалисты рассматривают несколько возможных механизмов образования биофотонов. Они обращают внимание на то, что после подачи кислорода у живых организмов значительно возрастает поток фотонов. Объясняется это процессам и окисления во время выработки энергии из глюкозы и кислорода. При этом вырабатываются энергонасыщенные вещества в виде аденозинтрифосфата. Биофотоны излучаются и в других процессах. Так, они излучались в процессе реакции липидов с фосфатами, кислородом и ионами железа - в результате которых образуются перекиси липидов с молекулярным кислородом. Биофотоны излучаются и во время фагоцитоза. То же самое происходит при их химическом возбуждении. Источниками биофотонов могут служить и составные части протеинов, ядра клеток тепа, а также носители наследственной информации, то есть ДНК,

Физик Фриц Понн и биолог Вальтер Нагль полагают, что фотонное излучение регулирует периодичность обмена веществ клеток и создает нервные импульсы. Более того, это излучение, передавая нервные импульсы во всем организме, обеспечивает необходимые для существования организма ритмы, гарантирует синхронность жизненно важных для организма процессов. То, что биофотоны имеют малую интенсивность, не должно удивлять Эффективность от их воздействия на биомолекулы в 1040 раз выше такой же эффективности обычных фотонов, которые не рождены клетками организма. Поэтому не надо удивляться, что они прекрасно справляются с ролью регуляторов химических, в том числе и ферментативных реакций обменного разложения.

Если у человека ампутируют какой-либо орган, то биополе (будем так его называть) остается прежним, все оно остается на своем месте. Это одно. Второе, это то, что биополе человека с самого начала, с самого момента его зарождения уже является по своей форме и объему взрослым. Пока человек растет, он постепенно заполняет отведенный ему при рождении объем,

Излучение (поле) является генетическим, т. е. что в нем заложена информация о живом существе, которое должно развиться, мы как будто мало оставляем самим генам. Что же остается в их функции? А. Г. Гурвич считал, что благодаря генам образуются нужные для роста и жизни организма белки.

Раз имеется прямая связь - от головного мозга к коже, то должна быть и обратная связь: от кожи к мозгу. То, что она существует, не выбывает сомнения. Важно пойти дальше - управлять этой связью, т. е., воздействуя на кожу, управлять процессами в головном мозгу, а значит и во всем организме.

Развивая идеи А. Л. Чижевского, Ж. Кальмор показал, что «кожа является органом поглощения космического излучения, кванты которого, соединяясь с внутренней энергией обмена, определяют всю энергетическую базу организма ».

Кожа и нервная система формируются из одной структуры. Поэтому между ними существует теснейшая связь, благодаря которой осуществляется перераспределение электрических зарядов между ними.

Сложный анализ экспериментальных данных, показал, что электрическое воздействие на биологически активные точки вызывает сдвиг во всей нервной системе. А это значит, что повышается активность высших регуляторных инстанций коры больших полушарий, а значит - растет уровень мозговой регуляции. Так стало возможным положительно ответить на вопрос о возможности прямого влияния на работу высших уровней коры больших полушарий через кожу.

Понимание того, что организм человека имеет непосредственную энергетическую связь с Вселенной появилось в древнейшие времена. Индийские философы назвали такую структуру получения и распределения энергии системой чакр.

Сам термин «чакра» пришел к нам из санскрита и означает он дословно «колесо». В некоторых южных странах и сейчас можно увидеть приспособления, предназначенные для подъема и перераспределения воды из водоема. Называют такие приспособления «чигирями», что дословно опять же означает «колесо». Такие приспособления известны с глубокой древности и, очевидно, именно они натолкнули древних философов на мысль назвать энергетические центры организма, места где накопляется и откуда распределяется накопленная энергия – «колесами».

Семь основных чакр располагаются рядом с определенными органами физического тела, в основном с эндокринными железами. Между собой они соединены центральным каналом, известным как «сушумна». Центральный канал совпадает с позвоночником, поэтому семь основных чакр своими «стеблями» почти соприкасаются с главными нервными сплетениями и конкретными эндокринными железами.

Корневая, или основная чакра : Находится около основания позвоночника. Является центром связи с природой и планетой. Имеет отношение ко всем вопросам, связанным с физической природой - т.е. с телом, органами чувств, чувственностью, полом человека, выживанием, агрессией и самозащитой.

На физическом плане соотносится с эндокринной системой через надпочечные железы. Ее энергии также оказывают влияние на нижние части таза, бедра, ноги и ступни.

Вибрации чакры совпадают с вибрациями красного цвета, когда она находится в уравновешенном состоянии. Как и цвет всех остальных чакр, ее цвет может быть увиден только внутренним видением и идентичен цвету физического спектра. В гармоничном состоянии все цвета должны быть резонирующими без каких-либо теней или затемнений.

Крестцовая или сакральная чакра : Располагается напротив сакральных частей позвоночника, между пупком и корневой чакрой. Имеет отношение ко всем вопросам, связанным с творчеством и сексом (нашим самовыражением в сексуальном плане).. Это местонахождения радости, а также изначальное место нашего «внутреннего» ребенка. На физическом плане эта чакра соотносится с яичками у мужчин и яичниками у женщин. Ее энергии же взаимодействуют с энергиями органов мочевой системы, матки, органов нижнего пищеварения, нижней части спины.

В состоянии равновесия вибрации сакральной чакры совпадают с вибрациями оранжевого цвета.

Чакра солнечного сплетения : Располагается напротив солнечного сплетения, мы обычно ощущаем, когда «сосет под ложечкой». Через нее проявляются разум и личная воля, а также эмоции, основанные на страхе, - беспокойство, уверенность, ревность, гнев, образуя значимую связь между умом и эмоциями.

На физическом плане чакра солнечного сплетения соотносится с островками Лангерганса, расположенными в поджелудочной железе. Ее энергии также взаимодействуют с энергиями солнечного и селезеночного нервных сплетений, пищеварительной системы, поджелудочной железы, печени, желчного пузыря, диафрагмой (а, следовательно, и дыхания) и средней части спины.

Находясь в состоянии равновесия, чакра солнечного сплетения вибрирует на той же частоте, что и желтый цвет. Ее цвет - ярко золотисто-желтый.

Сердечная чакра : Располагается в центре груди. Это местонахождение души, нашего внутреннего наставника, а также место расположения «высоких» эмоций, основанных на безусловной любви, таких как симпатия, сострадание, настоящая любовь, дружба, братство. На этом уровне чувства остаются не ограниченными разумом. Сердечная чакра имеет дело с вопросами, связанными с любовью и привязанностью.

На физическом уровне она соотносится с вилочковой железой. Ее энергии также взаимодействуют с энергиями сердечного и легочного нервных сплетений, сердца, легких, бронхиальных трубок, грудной клетки, верхней части спины и рук.

Находясь в состоянии равновесия, сердечная чакра вибрирует с той же частотой, что и зеленый цвет.

Горловая чакра : Имеет отношение ко всем вопросам, связанным с общением и самовыражением посредством слов, живописи, музыки, танца и т.д.

На физическом плане она соотносится со щитовидной и над щитовидной железами. Ее энергии также взаимодействуют с энергиями нервного сплетения глотки, горловых органов, шеи, носа, рта, зубов, ушей. Это чакра ушей, носа и горла.

Находясь в состоянии равновесия, горловая чаща вибрирует с той же частотой, что и небесно-голубой цвет.

Межбровная чакра (третий глаз): Располагается в центре лба (внутри черепа). Здесь находятся интуиция и духовное знание. Она управляет деятельностью нижележащих чакр. Она отвечает за контроль сил разума и ментального рассудка. Имеет дело с вопросами, связанными с развитием интуиции и умением ей доверять, восприятием мудрости души и развитием и применением высокочувствительного восприятия в качестве жизненного навыка.

На физическом уровне соотносится с гипоталамусом. Ее энергии также взаимодействуют с энергиями головных нервов, головного мозга, глаз и лица.

В состоянии равновесия излучает те же вибрации, что и цвет индиго или благородный синий.

Коронная чакра : Располагается в области головы. Является центром объединения духовных энергий. Обеспечивает прямую связь с Источником и имеет дело со всеми вопросами, связанными с духовностью.

На физическом уровне она соотносится с шишковидной железой (определителем света). Ее энергии также взаимодействуют с энергиями мозга и остальной части тела.

В состоянии равновесия коронная чакра излучает те же вибрации, что и фиолетовый цвет.

Упражнение: Четыре элемента .

Древние философы считали, что основой жизни является соединение четырех первичных элементов: воздуха, воды, огня и земли. Гармоничная жизнь, является следствием пропорционального соединения этих элементов, любые диспропропорции вызывают нарушения. Можешь использовать метафору четырех первичных элементов мироздания для гармонизации своего внутреннего мира.

Войди в состояние альфа способом отсчета от трех до одного. В состоянии альфа сосредоточь внимание на своем дыхании. Дыхание поставляет твоему физическому телу первичный элемент воздуха. Осознанность дыхания обеспечивает свободный круговорот жизненной силы в твоем организме, то есть универсальной энергии и улучшает, тем самым, его функциональность.

Затем визуализируй кровь, текущую в кровеносных сосудах Твоего организма, доставляющую кислород к органам и очищающая твое тело от ненужных субстанций. Подумай о крови, как о водном первоэлементе своей сущности.

Почувствуй тепло в коже, задачей которой является поддержание температурного режима и контакт с универсальной энергией Вселенной, и осознай присутствие первоэлемента огня в твоем теле.

И, наконец, сосредоточься на костях скелета, являющихся опорой для тела и придающих ему соответствующую форму. Кости скелета – земной элемент Твоего существования.

Расширь свое сознание и представь весь окружающий тебя мир, почувствуй присутствие этих первоэлементов во всех живых существах, почувствуй свое единство с ними и со всей Вселенной.

Когда будешь готов, выйди из состояния расслабления.