Тканевое дыхание

Поступивший в ткани кислород участвует в сложных химических реакциях, называемых тканевым дыханием. В результате окислительных реакций образуется необходимая тканям энергия и продукты обмена.

Регуляция дыхания.

Сокращение дыхательных мышц регулируется дыхательным центром, клетки которого расположены в стволе мозга (ретикулярная формация и продолговатый мозг). В дыхательном центре различают инспираторные нейроны (работают в фазе вдоха) и экспираторные (работают в фазе выдоха) и группу нейронов, работающих в переходный период.

Деятельность дыхательного центра обусловлена импульсами, исходящих из хеморецепторов и механорецепторов.

Хеморецепторы сигнализируют о газовом составе внутренней среды. Выделяют центральные рецепторы, расположенные в продолговатом мозге и периферические, лежащие в артериях.

Скопление хеморецепторов находится в области деления аорты. Они реагируют на снижение кислорода в крови (гипоксемию), увеличениеСО2в крови (гиперкапнию) и увеличение рН крови (ацидоз).

Все это увеличивает активность дыхательного центра. Чем сильнее импульсы от хеморецепторов, тем активнее вдох, но так как при этом резче растягиваются легкие, те вдох быстрее сменяются выдохом. При этом увеличиваются глубина и частота дыхания. Избыток СО2 в крови является большим стимулом для дыхательного центра, чем недостаток 02.

Механорецепторы регулируют глубину вдоха и его длительность, участвуют в защитном рефлексе - кашле. Они расположены, главным образом, в гладкомышечном слое трахеи и бронхов и чувствительны к давлению. Они сигнализируют о растяжении дыхательных путей и легких.

Раздел 3.

Энергетические источники мышечной работы. Аэробная и анаэробная производительность.

Энергетические источники мышечной работы.

Для того чтобы мышцы человека могли совершать работу, им нужна энергия. Ее источником является содержащаяся в мышечной ткани АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).

В результате отщепления от АТФ остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и выделяется энергия.

Запасы АТФ весьма ограничены, поэтому для выполнения работы в мышцах идут постоянные процессы восстановления (ресинтеза) АТФ. Ресинтез АТФ заключатся в присоединении к АДФ молекулы фосфорной кислоты. Эта химическая реакция требует энергии. (Если распад химического вещества идет с выделением энергии, то его восстановление — с поглощением энергии).

В организме имеются вещества, при расщеплении которых образуется необходимая для восстановления АТФ энергия (углеводы, жиры, белки).

Ресинтез АТФ может идти двумя путями:

1) Анаэробным (за счет расщепления богатых энергией веществ без участия кислорода.

2) Аэробным (с участием кислорода).

Анаэробный ресинтез преобладает в работе, длящейся менее трех минут, а также в начальном периоде работы любой длительности, т.к. организм способен обеспечить достаточное поступление кислорода (достичь своего уровня максимального потребления кислорода) только к третьей минуте.

Ресинтез АТФ анаэробным путем происходит в первую очередь за счет КрФ (креатинфосфорной кислоты), которая, реагируя с АДФ, отдает ей остаток фосфорной кислоты, обеспечивая восстановление АТФ. Количество КрФ также ограничено. Запасов АТФ и КрФ в мышцах хватает лишь на 10 - 15 секунд работы. Гораздо больше в организме запасов углеводов в виде глюкозы, содержащейся в крови и гликогена в печени и мышцах.

До 3-ей минуты от начала работы преобладает анаэробное расщепление глюкозы. Анаэробное расщепление глюкозы называется гликолизом. Результатом гликолиза является образование 2-х молекул АТФ и молочной кислоты. При этом АТФ образуется в 2-3 раза быстрее, чем при аэробном ресинтезе, что особенно важно для спринтеров.

Аэробный ресинтез АТФ происходит за счет окислительного фосфорилирования глюкозы. В результате образуется 36 молекул АТФ, что в 18 раз больше чем при анаэробном расщеплении глюкозы. Значит аэробный ресинтез АТФ энергетически выгоднее, чем анаэробный. Другим преимуществом окислительного фосфорилирования является отсутствие молочной кислоты, т.к. помимо АТФ в ходе цепи реакций образуются лишь вода и углекислый газ. После 40 минут работы ресинтез АТФ обеспечивается за счет окисления жиров.