11.03.202227.05.2017

Преди да опишем системата MOVEOUT, искам да разберете най-общо какви процеси протичат в мускулите по време на работа. Няма да навлизам в най-малките подробности, за да не нараня психиката ви, затова ще говоря за най-важното. Е, може би мнозина няма да разберат този раздел, но ви съветвам да го изучите добре, защото благодарение на него ще разберете как работят нашите мускули, което означава, че ще разберете как да ги тренирате правилно.

И така, основното нещо, което е необходимо за работата на нашите мускули, са молекулите на АТФ, с които мускулите получават енергия. От разделянето на АТФ се образува АДФ молекула + енергия. Това са достатъчно резерви от АТФ в нашите мускули само за 2 секунди работа и след това идва ресинтезата на АТФ от ADP молекули. Всъщност производителността и функционалността зависят от типовете процеси на ресинтез на АТФ.

Така че има такива процеси. Обикновено се свързват един след друг.

1. Анаеробен креатин фосфат

Основното предимство на креатин фосфатния път за образуване на АТФ е

кратко време за внедряване,
голяма мощ.

Креатин фосфатен път свързани с материята креатин фосфат. Креатин фосфатът се състои от креатин. Креатин фосфатът има голям запас от енергия и висок афинитет към ADP. Поради това той лесно взаимодейства с ADP молекулите, които се появяват в мускулните клетки по време на физическа работа в резултат на реакцията на хидролиза на АТФ. По време на тази реакция остатъкът от фосфорна киселина се прехвърля с енергиен резерв от креатин фосфат към молекулата на ADP с образуването на креатин и ATP.

Креатин фосфат + ADP → Креатин + ATP.

Тази реакция се катализира от ензим креатинкиназа. Този път на ресинтеза на АТФ понякога се нарича креатикиназа, понякога фосфат или алактат.

Креатин фосфатът е крехко вещество. Образуването на креатин от него става без участието на ензими. Креатинът не се използва от тялото и се отделя с урината. Креатин фосфатът се синтезира по време на почивка от излишния АТФ. При мускулна работа с умерена мощност резервите на креатин фосфат могат да бъдат частично възстановени. Наричат се още запасите от АТФ и креатин фосфат в мускулите фосфагени.

Фосфатната система се характеризира с много бърз ресинтез на АТФ от АДФ, но е ефективна само за много кратко време. При максимално натоварване фосфатната система се изчерпва за 10 s. Първо, ATP се изразходва в рамките на 2 s, а след това в рамките на 6-8 s - CF.

Фосфатната система се нарича анаеробна, тъй като кислородът не участва в ресинтеза на АТФ и алактат, тъй като не се образува млечна киселина.

Тази реакция е основният източник на енергия за упражнения с максимална мощност: спринт, хвърляне на скокове, повдигане на щанга. Тази реакция може да се активира многократно по време на тренировка, което дава възможност за бързо увеличаване на мощността на извършената работа.

2. Анаеробна гликолиза

С увеличаване на интензивността на натоварването идва период, когато работата на мускулите вече не може да се поддържа само от анаеробната система поради липса на кислород. От този момент нататък лактатният механизъм на ресинтеза на АТФ, чийто вторичен продукт е млечната киселина, участва в енергийното снабдяване на физическата работа. При недостиг на кислород млечната киселина, образувана в първата фаза на анаеробната реакция, не се неутрализира напълно във втората фаза, което води до нейното натрупване в работещите мускули, което води до ацидоза или подкисляване на мускулите.

Гликолитичният път за ресинтеза на АТФ, подобно на пътя на креатин фосфата, е анаеробен път. Източникът на енергия, необходима за ресинтеза на АТФ в този случай е мускулният гликоген. По време на анаеробното разграждане на гликогена от неговата молекула под действието на ензима фосфорилаза крайните глюкозни остатъци се отцепват последователно под формата на глюкозо-1-фосфат. Освен това молекулите на глюкозо-1-фосфата след серия от последователни реакции се превръщат в млечна киселина.Този процес се нарича гликолиза.В резултат на гликолизата се образуват междинни продукти, съдържащи фосфатни групи, свързани с макроергични връзки. Тази връзка лесно се прехвърля към ADP, за да образува ATP. В покой реакциите на гликолиза протичат бавно, но по време на мускулна работа скоростта му може да се увеличи 2000 пъти и вече в състояние преди стартиране.

Време за разгръщане 20-30 секунди .

Време на работа с максимална мощност - 2-3 минути.

Гликолитичният начин на образуване на АТФ е няколко предимствапреди аеробния маршрут:

достига максимална мощност по-бързо,
има по-висока максимална мощност,
не изисква участието на митохондрии и кислород.

Този път обаче има своя собствена недостатъци:

процесът не е икономичен
натрупването на млечна киселина в мускулите значително нарушава нормалното им функциониране и допринася за мускулната умора.

1. Аеробен път на ресинтеза

Аеробният път за ресинтеза на АТФ също се нарича тъканно дишане -това е основният начин за образуване на АТФ, който се осъществява в митохондриите на мускулните клетки. По време на тъканното дишане два водородни атома се отнемат от окислената субстанция и се прехвърлят през дихателната верига до молекулярен кислород, доставян на мускулите чрез кръв, което води до вода. Благодарение на енергията, освободена при образуването на вода, молекулите на АТФ се синтезират от АДФ и фосфорна киселина. Обикновено за всяка образувана водна молекула се синтезират три ATP молекули.

Кислородната или аеробната система е най-важната за атлетите за издръжливост, тъй като може да поддържа физическото представяне за дълго време. Кислородната система осигурява на тялото, и по-специално на мускулната дейност, енергия чрез химичното взаимодействие на хранителните вещества (главно въглехидрати и мазнини) с кислорода. Хранителните вещества влизат в тялото с храната и се отлагат в неговите депа за по-нататъшна употреба при необходимост. Въглехидратите (захар и нишесте) се съхраняват в черния дроб и мускулите като гликоген. Запасите от гликоген могат да варират значително, но в повечето случаи са достатъчни за поне 60-90 минути работа с подмаксимален интензитет. В същото време запасите от мазнини в тялото са практически неизчерпаеми.

Въглехидратите са по-ефективно "гориво" в сравнение с мазнините, тъй като при същата консумация на енергия тяхното окисление изисква 12% по-малко кислород. Следователно, в условията на липса на кислород по време на физическо натоварване, генерирането на енергия се дължи главно на окисляването на въглехидратите.

Тъй като въглехидратите са ограничени, употребата им в спортовете за издръжливост също е ограничена. След изчерпването на запасите от въглехидрати, мазнините се свързват с енергийното снабдяване на работата, чиито резерви ви позволяват да извършвате много дълга работа. Приносът на мазнините и въглехидратите в енергийното снабдяване на натоварването зависи от интензивността на упражнението и физическата форма на спортиста. Колкото по-висока е интензивността на натоварването, толкова по-голям е приносът на въглехидратите за производството на енергия. Но за една и съща интензивност на аеробните упражнения, трениран спортист ще използва повече мазнини и по-малко въглехидрати в сравнение с нетрениран човек.

Така тренираният човек ще използва енергията по-икономично, тъй като запасите от въглехидрати в тялото не са неограничени.

Ефективността на кислородната система зависи от количеството кислород, което човешкото тяло може да абсорбира. Колкото по-голяма е консумацията на кислород по време на продължителна работа, толкова по-висок е аеробният капацитет. Под влияние на тренировката аеробният капацитет на човек може да се увеличи с 50%.

Време за разгръщанее 3-4 минути, но при добре тренирани спортисти може и 1 минута. Това се дължи на факта, че доставката на кислород до митохондриите изисква преструктуриране на почти всички системи на тялото.

Време на работа при максимална мощносте десетки минути. Това прави възможно използването на този път при продължителна мускулна работа.

В сравнение с други процеси на ресинтез на АТФ в мускулните клетки, аеробният път има няколко предимства:

Рентабилност: 39 ATP молекули се образуват от една молекула гликоген, при анаеробна гликолиза само 3 молекули.
Универсалност като първоначални субстрати тук са различни вещества: въглехидрати, мастни киселини, кетонови тела, аминокиселини.
Много дълго време на работа. В покой скоростта на аеробния ресинтез на АТФ може да бъде ниска, но по време на физическо натоварване може да стане максимална.

Има обаче и недостатъци.

Задължителна консумация на кислород, която е ограничена от скоростта на доставяне на кислород до мускулите и скоростта на проникване на кислород през митохондриалната мембрана.
Страхотно време за разгръщане.
Малка максимална мощност.

Следователно, мускулната активност, присъща на повечето спортове, не може да бъде напълно постигната чрез този начин на ресинтез на АТФ.

Забележка. Тази глава е написана на базата на учебника "ОСНОВИ НА СПОРТНАТА БИОХИМИЯ"

Какво кара човек да се движи? Какво е енергиен обмен? Откъде идва енергията на тялото? Колко ще продължи? При какво физическо натоварване, каква енергия се изразходва? Има много въпроси, както виждате. Но най-вече те се появяват, когато започнете да изучавате тази тема. Ще се опитам да улесня живота на най-любопитните и да спестя време. Отивам…

Енергиен метаболизъм - набор от реакции на разделяне на органични вещества, придружени от освобождаване на енергия.

За да осигури движение (актинови и миозинови нишки в мускула), мускулът се нуждае от аденозин трифосфат (АТФ). Когато химичните връзки между фосфатите се разрушат, се освобождава енергия, която се използва от клетката. В този случай АТФ преминава в състояние с по-ниска енергия в аденозин дифосфат (ADP) и неорганичен фосфор (P)

Ако мускулът работи, тогава АТФ постоянно се разделя на АДФ и неорганичен фосфор, като същевременно освобождава енергия (около 40-60 kJ / mol). За дългосрочна работа е необходимо да се възстанови АТФ със скоростта, с която това вещество се използва от клетката.

Енергийните източници, използвани за краткотрайна, краткотрайна и продължителна работа са различни. Енергията може да се генерира както анаеробно (без кислород), така и аеробно (окислително). Какви качества развива един спортист, когато тренира в аеробна или анаеробна зона, написах в статията „“.

Има три енергийни системи, които осигуряват физическата работа на човек:

Алактат или фосфагенен (анаеробен). Свързва се с процесите на ресинтеза на АТФ основно благодарение на високоенергийното фосфатно съединение – креатин фосфат (CrP).
Гликолитичен (анаеробен). Осигурява ресинтез на ATP и CRF поради реакциите на анаеробно разграждане на гликоген и / или глюкоза до млечна киселина (лактат).
Аеробни (окислителни). Способността да се извършва работа поради окисляването на въглехидрати, мазнини, протеини, като същевременно се увеличава доставката и използването на кислород в работещите мускули.

Източници на енергия за краткотрайна работа.

Бързодостъпната енергия за мускула се осигурява от молекулата АТФ (аденозин трифосфат). Тази енергия е достатъчна за 1-3 секунди. Този източник се използва за незабавна работа, максимални усилия.

ATP + H2O ⇒ ADP + F + Енергия

В тялото АТФ е едно от най-често актуализираните вещества; Така при хората продължителността на живота на една ATP молекула е по-малко от 1 минута. През деня една молекула АТФ преминава средно през 2000-3000 цикъла на ресинтеза (човешкото тяло синтезира около 40 kg АТФ на ден, но съдържа приблизително 250 g във всеки един момент), тоест практически няма резерв от АТФ в тялото, а за нормален живот е необходимо постоянно да се синтезират нови АТФ молекули.

Попълва се с ATP благодарение на CRP (креатин фосфат), това е втората фосфатна молекула, която има висока енергия в мускула. CrF дарява фосфатната молекула на ADP молекулата за образуването на АТФ, като по този начин осигурява способността на мускула да работи за определено време.

Изглежда така:

ADP+ CrF ⇒ ATP + Cr

Запасът от KrF продължава до 9 сек. работа. В този случай пиковата мощност пада на 5-6 секунди. Професионалните спринтьори се опитват да увеличат този резервоар (CrF резерв) още повече, като тренират до 15 секунди.

И в първия, и във втория случай процесът на образуване на АТФ протича в анаеробен режим, без участието на кислород. Ресинтезът на АТФ, дължащ се на CRF, се извършва почти мигновено. Тази система има най-голяма мощност в сравнение с гликолитичната и аеробната и осигурява работа от "експлозивен" характер с максимални мускулни контракции по сила и скорост. Ето как изглежда енергийният метаболизъм по време на краткотрайна работа, с други думи, така работи алактична система за захранване с енергия на тялото.

Източници на енергия за кратки периоди на работа.

Откъде идва енергията за тялото при кратка работа? В този случай източникът е животински въглехидрат, който се намира в мускулите и черния дроб на човека - гликоген. Процесът, чрез който гликогенът насърчава ресинтезата на АТФ и освобождаването на енергия, се нарича Анаеробна гликолиза(Гликолитична система за захранване с енергия).

гликолиза- Това е процесът на окисляване на глюкозата, при който от една молекула глюкоза се образуват две молекули пирогроздена киселина (пируват). По-нататъшният метаболизъм на пирогроздената киселина е възможен по два начина - аеробен и анаеробен.

По време на аеробна работапирогроздена киселина (пируват) участва в метаболизма и много биохимични реакции в тялото. Той се превръща в ацетил-коензим А, който участва в цикъла на Кребс, осигуряващ дишането в клетката. При еукариотите (клетки на живи организми, които съдържат ядро, т.е. в човешки и животински клетки) цикълът на Кребс протича вътре в митохондриите (MX, това е енергийната станция на клетката).

Цикъл на Кребс(цикъл на трикарбоксилната киселина) - ключова стъпка в дишането на всички клетки, използващи кислород, тя е центърът на пресичане на много метаболитни пътища в тялото. В допълнение към енергийната роля, цикълът на Кребс има значителна пластична функция. Участвайки в биохимичните процеси, той помага да се синтезират такива важни клетъчни съединения като аминокиселини, въглехидрати, мастни киселини и др.

Ако кислородът не е достатъчен, тоест работата се извършва в анаеробен режим, тогава пирогроздената киселина в тялото претърпява анаеробно разцепване с образуването на млечна киселина (лактат)

Гликолитичната анаеробна система се характеризира с висока мощност. Този процес започва почти от самото начало на работа и достига мощност за 15-20 секунди. работа с максимална интензивност, като тази мощност не може да се поддържа повече от 3 - 6 минути. За начинаещи, които току-що започват да спортуват, мощността едва ли е достатъчна за 1 минута.

Енергийни субстрати за осигуряване на мускулите с енергия са въглехидратите - гликоген и глюкоза. Общият запас от гликоген в човешкото тяло за 1-1,5 часа работа.

Както бе споменато по-горе, в резултат на високата мощност и продължителност на гликолитичната анаеробна работа, в мускулите се образува значително количество лактат (млечна киселина).

Гликоген ⇒ АТФ + млечна киселина

Лактатът от мускулите прониква в кръвта и се свързва с буферните системи на кръвта, за да запази вътрешната среда на тялото. Ако нивото на лактат в кръвта се повиши, тогава буферните системи в даден момент може да не успеят да се справят, което ще доведе до изместване на киселинно-алкалния баланс към киселинната страна. При подкисляване кръвта става гъста и клетките на тялото не могат да получат необходимия кислород и хранене. В резултат на това това води до инхибиране на ключови ензими на анаеробната гликолиза, до пълното инхибиране на тяхната активност. Намалява се скоростта на самата гликолиза, алактичният анаеробен процес и мощността на работа.

Продължителността на работа в анаеробен режим зависи от нивото на концентрация на лактат в кръвта и степента на устойчивост на мускулите и кръвта към киселинни промени.

Буферният капацитет на кръвта е способността на кръвта да неутрализира лактата. Колкото по-трениран е човек, толкова повече буферен капацитет има.

Енергийни източници за продължителна работа.

Източниците на енергия за човешкото тяло при продължителна аеробна работа, необходима за образуването на АТФ, са мускулен гликоген, кръвна глюкоза, мастни киселини, мускулни мазнини. Този процес се задейства от продължителна аеробна работа. Например, изгарянето на мазнини (окисляването на мазнините) при начинаещи бегачи започва след 40 минути бягане във 2-ра зона на пулса (ZZ). При спортистите процесът на окисление започва още след 15-20 минути бягане. Мазнините в човешкото тяло са достатъчни за 10-12 часа непрекъсната аеробна работа.

Когато са изложени на кислород, молекулите на гликоген, глюкоза, мазнини се разграждат, синтезирайки АТФ с освобождаване на въглероден диоксид и вода. Повечето реакции протичат в митохондриите на клетката.

Гликоген + кислород ⇒ АТФ + въглероден диоксид + вода

Образуването на АТФ с помощта на този механизъм е по-бавно, отколкото с помощта на енергийни източници, използвани при краткосрочна и краткосрочна работа. Необходими са 2 до 4 минути, преди нуждата на клетката от АТФ да бъде напълно задоволена от обсъждания аеробен процес. Това забавяне се дължи на факта, че на сърцето е необходимо време, за да започне да увеличава доставките на богата на кислород кръв към мускулите със скоростта, необходима за задоволяване на нуждите на мускулите от АТФ.

Мазнини + кислород ⇒ ATP + въглероден диоксид + вода

Фабриката за окисляване на мазнини в тялото е най-енергийно интензивната. След окисляването на въглехидратите, 38 молекули АТФ се произвеждат от 1 молекула глюкоза. А при окисляването на 1 молекула мазнина - 130 молекули АТФ. Но става много по-бавно. В допълнение, производството на АТФ чрез окисляване на мазнини изисква повече кислород, отколкото окислението на въглехидрати. Друга особеност на окислителната, аеробна фабрика е, че тя набира скорост постепенно, тъй като доставянето на кислород се увеличава и концентрацията на мастни киселини, освободени от мастната тъкан в кръвта, се увеличава.

Можете да намерите още полезна информация и статии.

Ако си представим всички системи за производство на енергия (енергиен метаболизъм) в тялото под формата на резервоари за гориво, тогава те ще изглеждат така:

Най-малкият резервоар е креатин фосфат (като 98 бензин). Той е като че ли по-близо до мускула и започва да работи бързо. Този "бензин" е достатъчен за 9 секунди. работа.
Среден резервоар - Гликоген (92 бензин). Този резервоар се намира малко по-навътре в тялото и горивото от него идва от 15-30 секунди физическа работа. Това гориво е достатъчно за 1-1,5 часа работа.
Голям резервоар - Мазнини (дизелово гориво). Този резервоар е далеч и ще отнеме 3-6 минути, преди горивото да започне да тече от него. Запас от мазнини в човешкото тяло за 10-12 часа интензивна, аеробна работа.

Не измислих всичко това сам, но взех откъси от книги, литература, интернет ресурси и се опитах да ви го предам накратко. Ако имате въпроси - пишете.

1. Анаеробна гликолиза. Ресинтез на АТФ по време на гликолиза. Фактори, влияещи върху хода на гликолизата.

2. Аеробен начин на ресинтез на АТФ. Характеристики на регулирането.

3. Ресинтез на АТФ в цикъла на Кребс.

4. Млечна киселина, нейната роля в организма, начини за нейното елиминиране.

5. Биологично окисление. Синтез на АТФ по време на преноса на електрони по веригата на дихателните ензими.

1-ви въпрос

Разграждането на глюкозата е възможно по два начина. Един от тях е разпадането на молекула глюкоза с шест въглерода на две молекули с три въглерода. Този път се нарича дихотомно разграждане на глюкозата. Когато се реализира вторият път, молекулата на глюкозата губи един въглероден атом, което води до образуването на пентоза; този път се нарича апотомия.

Дихотомичното разграждане на глюкозата (гликолиза) може да се случи както при анаеробни, така и при аеробни условия. При разграждането на глюкозата в анаеробни условия се образува млечна киселина в резултат на процеса на млечнокисела ферментация. Индивидуалните реакции на гликолизата се катализират от 11 ензима, които образуват верига, в която продуктът на реакцията, ускорена от предходния ензим, е субстрат за следващия. Гликолизата може условно да се раздели на два етапа. В първия се освобождава енергия, а вторият се характеризира с натрупване на енергия под формата на АТФ молекули.

Химията на процеса е представена в темата "Разграждане на въглехидрати" и завършва с прехода на PVC в млечна киселина.

По-голямата част от млечната киселина, произведена в мускулите, се измива в кръвта. Промените в рН на кръвта се предотвратяват от бикарбонатната буферна система: при спортистите буферният капацитет на кръвта е повишен в сравнение с нетренирани хора, така че те могат да понасят по-високи нива на млечна киселина. Освен това млечната киселина се транспортира до черния дроб и бъбреците, където почти напълно се преработва в глюкоза и гликоген. Незначителна част от млечната киселина отново се превръща в пирогроздена киселина, която при аеробни условия се окислява до крайния продукт.

2-ри въпрос

Аеробното разграждане на глюкозата е известно още като пентозофосфатен цикъл. В резултат на този път една от 6-те молекули глюкозо-6-фосфат се разлага. Апотомното разграждане на глюкозата може да бъде разделено на две фази: окислителна и анаеробна.

Окислителната фаза, при която глюкозо-6-фосфатът се превръща в рибулоза-5-фосфат, е представена във въпроса „Разграждане на въглехидрати. Аеробно разграждане на глюкозата

Анаеробна фаза на апотомно разграждане на глюкозата.

По-нататъшният обмен на рибулоза-5-фосфат протича много трудно, има трансформация на фосфопентоза - пентозофосфатен цикъл. В резултат на това от шест молекули глюкозо-6-фосфат, влизащи в аеробния път на разграждане на въглехидратите, една молекула глюкозо-6-фосфат се разцепва напълно, за да образува CO 2 , H 2 O и 36 ATP молекули. Именно най-големият енергиен ефект от разграждането на глюкозо-6-фосфата в сравнение с гликолизата (2 ATP молекули) е важен за осигуряване на енергия на мозъка и мускулите по време на физическо натоварване.

3-ти въпрос

Цикълът на ди- и трикарбоксилните киселини (цикълът на Кребс) заема важно място в метаболитните процеси: тук ацетил-КоА (и PVA) се неутрализира до крайните продукти: въглероден диоксид и вода; синтезиран 12 молекулиАТФ; образуват се редица междинни продукти, които се използват за синтеза на важни съединения. Например, оксалооцетната и кетоглутаровата киселина могат да образуват аспарагинова и глутаминова киселини; ацетил-КоА служи като изходен материал за синтеза на мастни киселини, холестерол, холни киселини и хормони. Цикълът на ди- и трикарбоксилните киселини е следващата връзка в основните видове метаболизъм: метаболизма на въглехидрати, протеини, мазнини. За подробности вижте темата "Разграждането на въглехидратите."

4-ти въпрос

Увеличаването на количеството млечна киселина в саркоплазменото пространство на мускулите е придружено от промяна в осмотичното налягане, докато водата от междуклетъчната среда навлиза в мускулните влакна, което ги кара да набъбват и да се втвърдяват. Значителни промени в осмотичното налягане в мускулите могат да причинят болка.

Млечната киселина лесно дифундира през клетъчните мембрани по градиента на концентрация в кръвта, където взаимодейства с бикарбонатната система, което води до освобождаване на "неметаболитен" излишък на CO 2:

NaHCO 3 + CH 3 - CH - COOH CH 3 - CH - COONa + H 2 O + CO 2

По този начин повишаването на киселинността, увеличаването на CO 2 служи като сигнал за дихателния център; когато се отделя млечна киселина, се увеличава белодробната вентилация и доставянето на кислород към работещия мускул.

5-ти въпрос

биологично окисление- това е набор от окислителни реакции, които протичат в биологични обекти (в тъкани) и осигуряват на тялото енергия и метаболити за осъществяване на жизненоважни процеси. Биологичното окисление също унищожава вредните метаболитни продукти, отпадъчните продукти на тялото.

Учените участват в разработването на теорията за биологичното окисление: 1868 г. - Шьонбейн (немски учен), 1897 г. - А.Н. Бах, 1912 V.I. Паладин, Г. Виланд. Възгледите на тези учени са в основата на съвременната теория за биологичното окисление. Нейната същност.

Няколко ензимни системи (дихателната верига на ензимите) участват в преноса на H 2 към O 2, като се разграничават три основни компонента: дехидрогенази (NAD, NADP); флавин (FAD, FMN); цитохроми (хем Fe 2+). В резултат на това се образува крайният продукт на биологичното окисление Н 2 О. В биологичното окисление участва верига от дихателни ензими.

Първият Н2 акцептор е дехидрогеназата, коензимът е NAD (в митохондриите) или NADP (в цитоплазмата).

H(H + e)

2д

2H + +O 2- → H 2 O

Субстрати: лактат, цитрат, малат, сукцинат, глицерофосфат и други метаболити.

В зависимост от природата на организма и окисления субстрат, окислението в клетките може да се извърши главно по един от 3 пътя.

1. С пълен набор от респираторни ензими, когато има предварително активиране на O в O 2-.

H (H + e -) H + e - 2e - 2e - 2e - 2e - 2e -

S OVER FAD b c a 1 a 3 1/2O 2 H 2 O

H (H + e -) H + e -

2. Без цитохроми:

НАД FAD O 2 H 2 O 2 .

3. Без NAD и без цитохроми:

S FAD O 2 H 2 O 2 .

Учените са установили, че при прехвърляне на водород към кислород, с участието на всички преносители, се образуват три молекули АТФ. Възстановяването на формата на NAD·H 2 и NADP·H 2 по време на прехвърлянето на H 2 към O 2 дава 3 ATP, а FAD · H 2 дава 2 ATP. По време на биологичното окисление се образува H 2 O или H 2 O 2, който от своя страна се разлага на H 2 O и O 2 под действието на каталаза. Образуваната при биологичното окисление вода се изразходва за нуждите на клетката (реакции на хидролиза) или се отделя като краен продукт от организма.

По време на биологичното окисление се освобождава енергия, която или се превръща в топлина и се разсейва, или се натрупва в ~ ATP и след това се използва за всички жизнени процеси.

Процесът, при който енергията, освободена по време на биологичното окисление, се натрупва в ~ ATP връзки, е окислително фосфорилиране, т.е. синтезът на ATP от ADP и F (n) поради енергията на окисление на органични вещества:

ADP + F (n) ATP + H 2 O.

В макроергичните връзки на АТФ се натрупват 40% от енергията на биологичното окисление.

За първи път V.A.Engelgardt (1930) посочи конюгацията на биологичното окисление с ADP фосфорилирането. По-късно V.A.Belitser и E.T. Цибаков показа, че синтезът на АТФ от ADP и P (n) се извършва в митохондриите по време на миграцията на e - от субстрата към O 2 през веригата от респираторни ензими. Тези учени установиха, че за всеки абсорбиран О атом се образуват 3 ATP молекули, т.е. в дихателната верига на ензимите има 3 точки на конюгиране на окисление с ADP фосфорилиране:

Възстановяване на фосфагени (ATP и CRF)

Фосфагените, особено АТФ, се възстановяват много бързо (фиг. 25). Още в рамките на 30 s след прекратяване на работата се възстановяват до 70% от изразходваните фосфагени и пълното им попълване завършва след няколко минути и почти изключително поради енергията на аеробния метаболизъм, т.е. поради кислорода, изразходван по време на бързото фаза на O2-дълг. Наистина, ако веднага след работа работният крайник се свие с турникет и по този начин лиши мускулите от кислород, доставен с кръвта, тогава възстановяването на CRF няма да настъпи.

какколкото по-голяма е консумацията на фосфагени по време на работа, толкова повече O2 е необходим за възстановяването им (за възстановяване на 1 мол ATP са необходими 3,45 литра O2). Стойността на бързата (алактична) фракция на O2-дълга е пряко свързана със степента на намаляване на фосфагените в мускулите до края на работата. Следователно тази стойност показва количеството фосфагени, консумирани по време на операцията.

Принетренирани мъже, максималната стойност на бързата фракция на O2-дълг достига 2-3 литра. Особено големи стойности на този показател са регистрирани сред представителите на скоростно-силовите спортове (до 7 литра при висококвалифицирани спортисти). В тези спортове съдържанието на фосфагени и скоростта на тяхното потребление в мускулите пряко определят максималната и поддържана (дистанционна) мощност на упражнението.

Възстановяване на гликоген.Според първоначалните идеи на Р. Маргария и др.(1933 г.), консумираният по време на работа гликоген се ресинтезира от млечна киселина в рамките на 1-2 часа след работа. Кислородът, консумиран по време на този период на възстановяване, определя втората, бавна или лактатна фракция O2-Debt. Сега обаче е установено, че възстановяването на гликогена в мускулите може да продължи до 2-3 дни.

СкоростВъзстановяването на гликогена и количеството на неговите възстановими резерви в мускулите и черния дроб зависи от два основни фактора: степента на потребление на гликоген по време на работа и естеството на диетата по време на възстановителния период. След много значително (повече от 3/4 от първоначалното съдържание), до пълно, изчерпване на гликогена в работещите мускули, възстановяването му в първите часове при нормално хранене е много бавно и са необходими до 2 дни, за да се достигне ниво преди работа. При диета с високо съдържание на въглехидрати (повече от 70% от дневното съдържание на калории) този процес се ускорява - още през първите 10 часа повече от половината от гликогена се възстановява в работещите мускули, до края на деня е напълно се възстановява, а в черния дроб съдържанието на гликоген е много по-високо от обикновено. В бъдеще количеството гликоген в работещите мускули и в черния дроб продължава да се увеличава и 2-3 дни след "изтощителното" натоварване може да надвиши предварителната работа 1,5-3 пъти - феноменът на суперкомпенсация.

Приежедневни интензивни и дълги тренировки, съдържанието на гликоген в работещите мускули и черния дроб значително намалява от ден на ден, тъй като при нормална диета дори ежедневната почивка между тренировките не е достатъчна за пълното възстановяване на гликогена. Увеличаването на съдържанието на въглехидрати в диетата на спортиста може да осигури пълното възстановяване на въглехидратните ресурси на тялото до следващата тренировка.

елиминиранемлечна киселина. По време на периода на възстановяване млечната киселина се елиминира от работещите мускули, кръв и тъканна течност и колкото по-бързо, толкова по-малко млечна киселина се образува по време на работа. Режимът след работа също играе важна роля. И така, след максимално натоварване са необходими 60-90 минути, за да се елиминира напълно натрупаната млечна киселина в условия на пълен покой - седнало или легнало (пасивно възстановяване). Въпреки това, ако след такова натоварване се извършва лека работа (активно възстановяване), тогава елиминирането на млечната киселина става много по-бързо. При нетренирани хора оптималната интензивност на "възстановяващото" натоварване също е приблизително 30-45% от IPC (например джогинг). при добре тренирани спортисти - 50-60% от IPC, с обща продължителност приблизително 20 минути.

Съществувачетири основни начина за елиминиране на млечна киселина:

1) окисление до CO2 и SH0 (това елиминира приблизително 70% от цялата натрупана млечна киселина);
2) превръщане в гликоген (в мускулите и черния дроб) и глюкоза (в черния дроб) около 20%;
3) превръщане в протеини (по-малко от 10%); 4) отстраняване с урина и пот (1-2%). При активно възстановяване делът на млечната киселина, елиминирана аеробно, се увеличава. Въпреки че окисляването на млечна киселина може да се случи в различни органи и тъкани (скелетни мускули, сърдечен мускул, черен дроб, бъбреци и др.), по-голямата част от нея се окислява в скелетните мускули (особено техните бавни влакна). Така става ясно защо леката работа (която включва предимно бавни мускулни влакна) допринася за по-бързото елиминиране на лактата след тежки натоварвания.

Значителночаст от бавната (лактатна) фракция на O2-задължението е свързана с елиминирането на млечна киселина. Колкото по-интензивно е натоварването, толкова по-голяма е тази част. При нетренирани хора той достига максимум 5-10 литра, при спортисти, особено сред представителите на скоростно-силовите спортове, достига до 15-20 литра. Продължителността му е около час. Размерът и продължителността на лактатната фракция на O2-дълга намаляват с активното възстановяване.

Креатин фосфорна киселина (креатин фосфат, фосфокреатин) - 2-[метил-(N "-фосфонокарбимидоил) амино] оцетна киселина. Безцветни кристали, разтворими във вода, лесно хидролизирани с разцепване на N-P фосфамидната връзка в кисела среда, стабилни в алкална среда. Креатин фосфатът е продукт на обратимо метаболитно N-фосфорилиране на креатин, който, подобно на , е високоенергийно съединение.

Възстановяване на фосфати

Ако спортист започне серия без адекватно възстановяване на фосфата, той няма да може да поддържа производството на енергия за тази или следващите серии. По този начин, по време на фазата на максимална сила, атлетите трябва да имат почивка от три до пет минути, преди да изпълнят следващите серии, използвайки същата мускулна група, освен ако атлетът не работи с голям резерв. За максимално възстановяване при изпълнение на упражнения с много висока интензивност и малък резерв, спортистите трябва да използват вертикална тренировъчна методика, т.е. преминете към ново упражнение, след като завършите набор от предишното упражнение. С други думи, спортистът изпълнява една серия за всяко упражнение, преди да се върне към първото упражнение и да изпълни втората серия. В резултат на използването на този алгоритъм има достатъчен период от време за възстановяване на нивото на фосфатите в мускулите.

Продължителността на възстановяването на ATP-CP