Аэробный гликолиз Окисление липидов

Их главная особенность — они способны вы­рабатывать энергию с большой скоростью. Следо­вательно, они являются основными поставщика­ми АТФ в быстрых и мощных упражнениях. Ско­рость выработки энергии в этих реакциях прямо зависит от наличия КрФ и гликогена. Если их ко­личество истощается, то скорость ресинтеза АТФ и, следовательно, мощность работы падают.

Анаэробный гликолиз имеет три особенности:

1) эта реакция относительно быстро истощает "стратегические" углеводные запасы организма;

2) вызывает накопление в мышце ионов водо­рода (Н⁺) (в соединении с лактатом они называют­ся молочной кислотой), что приводит к потере мышцей способности к интенсивному сокраще­нию. Человек ощущает это явление как локальное утомление мышц. Выход молочной кислоты в кровь и ее накопление является основной причи­ной чувства усталости при интенсивной мышеч­ной работе и вынуждает человека снизить интен­сивность или совсем прекратить работу;

3) в ходе анаэробного гликолиза выделяется
много тепла, разогревающего мышцы;

Кроме быстрых, мощных движений, наиболее типичный для человека вид физической активно­сти — это длительные, но относительно не интен­сивные движения в быту, на работе и при занятиях оздоровительной тренировкой. В этих случаях ос­новными источниками АТФ являются две другие реакции;

3) аэробный гликолиз — расщепление глико­
гена, лактата и глюкозы с участием кислорода;

4) бетта-окисление липидов — расщепление
внутриклеточных и поступаемых из крови жиров с
участием кислорода.

Эти две реакции частично протекают во внут­риклеточном пространстве, а их основная завер­шающая стадия, когда происходит синтез АТФ, — в специальных органеллах клетки — митохондриях.

Первой основной особенностью этих реакций является то, что в них энергетические субстраты (углеводы и жиры) используются с высокой эффе­ктивностью - в ходе этих реакций удается полу­чить в виде АТФ 40-50% химической энергии, за­ключенной в их молекулах. Остальная энергия рассеивается в виде тепла, которое приводит сна­чала к повышению температуры мышц, а затем и всего тела.

Вторая особенность - конечными продуктами аэробных реакций являются вода (Н₂0) и углекис­лый газ (С0₂) - вещества, сильно не изменяющие состояние внутренней среды клетки и легко выво­димые из нее.

Третья особенность - эти реакции требуют для своего течения постоянной поставки кислорода в мышечное волокно с током крови.

Основной недостаток этих реакций — скорость выработки энергии в митохондриях в несколько раз ниже, чем, например, при анаэробном глико­лизе.

Аэробный гликолиз — более мощная (пример­но в 2 раза) реакция, чем бетта-окисление жиров, но ее мощность ограничена запасами углеводов в организме. Количество энергии, которое можно выработать за счет внутренних запасов углеводов без серьезных отклонений в срочном физическом и психическом состоянии занимающихся оздоро­вительной аэробикой — 400-600 ккал.

Окисление жиров - самая медленная реакция,
но ее емкость очень велика и теоретически зави-
Локальные сит только от запасов жиров в организме.

(местные) Как происходит снабжение мышечных воло-

механизмы кон необходимыми для работы кислородом и

снабжения энергетическими субстратами?

мышц Для начального периода любой мышечной де-

кислородом и ятельности в любом мышечном волокне есть все

энергетическими необходимое. Причем в строгом соответствии с
субстратами его функциональной специализацией. Например,

в быстром MB больше запасов КрФ и больше гли­когена. В медленных MB меньше гликогена, но больше жиров и миоглобина (в соединении с ко­торым хранятся внутриклеточные запасы кисло­рода). Поэтому в начальный период мышечной работы, когда внешние источники обеспечения еще не способны работать на полную мощность, MB функционирует автономно.

Сразу же после начала работы мышц, рефлек-торно, а затем и под воздействием метаболитов (продуктов реакций), гормонов, нейромедиато-ров, а также по мере снижения внутриклеточных запасов энергетических субстратов и кислорода, включаются механизмы, доставляющие необходи­мые вещества в мышечное волокно из окружаю­щих тканей. Одновременно из волокна выводятся неиспользуемые и вредные продукты метаболиз­ма. И те, и другие вещества проходят через мембра­ну (внешнюю оболочку) клетки в соответствии с градиентом (разницей) концентрации веществ вну­три и снаружи клеток. В направлении — от боль­шей концентрации в сторону меньшей.

Например, через несколько секунд после на­чала работы миозиновых мостиков в мышечном волокне на полную мощность включается меха­низм ресинтеза АТФ в митохондриях. Соответст­венно начинает понижаться концентрация (в дан­ном случае говорят — парциальное напряжение) мо­лекул кислорода во внутриклеточном пространст­ве. Сразу же начинается использование кислоро­да, запасенного в миоглобине. Этого резерва хва­тает еще на несколько секунд. То есть, в течение определенного времени, предположим 10 секунд, MB не требует дополнительного кислорода извне, так как внутри волокна поддерживается необходи­мая для нормальной работы митохондрий концен­трация молекул кислорода за счет его освобожде­ния из миоглобина. Тем не менее сразу же после начала работы митохондрий в клетке повышается

концентрация углекислого газа (С0₂), который тут же начинает выходить через мембрану наружу и попадать в кровь, текущую по кровеносным ка­пиллярам, окружающим волокно со всех сторон. В эритроцитах крови находится специальный белок — гемоглобин, в соединении с которым от легких к работающим тканям транспортируется кислород. С0₂ обладает способностью присоединяться к ге­моглобину, вытесняя из него кислород. Вышед­ший из клетки СОг уносится с гемоглобином к легким, где выходит в атмосферу, а освобожден­ные молекулы кислорода повышают концентра­цию этого газа в окружающем клетку пространст­ве, увеличивая разницу (градиент) парциальных напряжений внутри волокна и снаружи. Это уве­личивает скорость переноса кислорода внутрь во­локна параллельно снижению там напряжения кислорода, таким образом, чтобы не поставить митохондрии в условия "кислородного голодания" и излишне не стимулировать, невыгодные для мышцы анаэробные реакции. Возможности для адекватного (соответствующего потребностям) обеспечения тканей кислородом в начале работы всегда есть, так как с кровью приносится в не­сколько раз больше 0₂, чем это требуется мышцам. Неиспользованный кислород уносится кровью дальше — обратно к сердцу и легким. Таким обра­зом, реально никакого "кислородного долга" в на­чале мышечной работы, когда системы доставки кислорода еще не активизировались на полную мощность, не возникает. "Кислородный долг" -это условное понятие, характеризующее количест­во кислорода, которое необходимо затратить пос­ле завершения работы для ресинтеза АТФ, КРФ и окисления образовавшейся в ходе анаэробного гликолиза молочной кислоты.

С энергетическими субстратами ситуация очень похожа. В начале мышечной работы в во­локнах используются внутренние запасы углево-

Дата добавления: 2014-11-16