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.