Соотношение между различными путями ресинтеза АТФ

Аденилатциклазная (миокиназная) реакция

Не требует участия митохондрий и кислорода.

Недостатки:

1. Низкая экономичность процесса: 3 молекулы АТФ на один остаток глюкозы, отщепившейся от гликогена.

2. Токсичность: образование и накопление лактата. Повышение концентрации лактата в мышечных волокнах вызывает сдвиг pH в кислую сторону, при этом происходят конфориационные изменения мышечных белков, приводящее к снижению их функциональной активности.

Протекает только в мышечной ткани в условиях значительного накопления АДФ, что обычно наблюдается в условиях утомления:

АДФ +ФДФ → АТФ + АМФ.

Реакция катализируется ферментом миокиназой (аденилаткиназой).

Главное значение этой реакции заключается в образовании АМФ - мощного активатора ключевых ферментов гликолиза и гликогенолиза: фосфокиназы и фосфофруктокиназы.

При любой мышечной работе функционируют все три пути ресинтеза АТФ, но включаются они последовательно. В первые секунды работы идёт ресинтез АТФ за счёт креатинфосфатной реакции., затеп включается анаэробный гликолиз и, наконец, по мере продолжения работы на смену гликолизу приходит окислительной фосфорилирование (Рис. 13.3):

Рис. 13.3. Включение путей ресинтеза АТФ при выполнении физической работы

Из рисунка видно, что переход энергообеспечения мышечной деятельности санаэробных путей на аэробный ведёт к уменьшению суммарной выработки АТФ за единицу времени, что находит отрожение в снижении мощности выполняемой работы.

При кратковременной, но очень интенсивной работе (бег на короткие дистанции) главным источником АТФ является креатинкиназная реакцияю

При более продолжительной интенсивной работе (бег на средние дистанции) большая часть АТФ образуется гликолитическим путём в анаэробных условиях

При выполнении упражнений большой продолжительности, но но умеренной мощности энергообеспечение мышц осуществляетсяглавным образом за счёт окислительного фосфорилирования.

Конкретный вклад каждого из механизмов ресинтеза АТ Ф в энергообеспечении мышечных движений зависит от интенсивности и продолжительности мышечных нагрузок.

Таким образом, энергетическое обеспечение разных видов мышечной работы различно. Поэтому существует специализация мышц, причем обеспечение энергией у разных мышечных клеток принципиально различается: есть "красные" мышцы и "белые" мышцы.

Красные мышцы - "медленные" оксидативные мышцы. Они имеют хорошее кровоснабжение, много митохондрий, высокая активность ферментов окислительного фосфорилирования. Предназначены для работы в аэробном режиме. Например, такие мышцы служат для поддержания тела в определенном положении (позы, осанка).

Белые мышцы - "быстрые", гликолитические. В них много гликогена, у них слабое кровоснабжение, высока активность ферментов гликолиза, креатинфосфокиназы, миокиназы. Они обеспечивают работу максимальной мощности, но кратковременную.

У человека нет специализированных мышц, но есть специализированные волокна: в мышцах-разгибателях больше "белых" волокон, в мышцах спины больше "красных" волокон.

Существует наследственная предрасположенность к мышечной работе - у одних людей больше "быстрых" мышечных волокон - им рекомендуется заниматься теми видами спорта, где мышечная работа максимальной интенсивности, но кратковременная (тяжелая атлетика, бег на короткие дистанции и тому подобное). Люди, в мышцах которых больше "красных" ("медленных") мышечных волокон, наибольших успехов добиваются в тех видах спорта, где необходима длительная мышечная работа средней интенсивности, например, марафонский бег (дистанция 40 км). Для определения пригодности человека к определенному типу мышечных нагрузок используется пункционная биопсия мышц.

В результате скоростных тренировок (bodybuilding) утолщаются миофибриллы, кровоснабжение возрастает, но непропорционально увеличению массы мышечных волокон, количество актина и миозина возрастает, увеличивается активность ферментов гликолиза и креатинфосфокиназы.

Более полезны для организма тренировки "на выносливость". При этом мышечная масса не увеличивается, но увеличивается количество миоглобина, митохондрий и активность ферментов ГБФ-пути.

Дата добавления: 2014-01-20