Sebelum kita menjelaskan sistem MOVEOUT, saya ingin Anda memahami secara umum proses apa saja yang terjadi pada otot selama bekerja. Saya tidak akan membahas detail terkecil agar tidak membuat trauma jiwa Anda, jadi saya akan memberi tahu Anda tentang hal-hal yang paling penting. Nah, mungkin banyak yang belum memahami bagian ini, namun saya menyarankan Anda untuk mempelajarinya dengan baik, karena berkat itu Anda akan memahami cara kerja otot kita, dan oleh karena itu Anda akan memahami cara melatihnya dengan benar.

Jadi, hal utama yang dibutuhkan otot kita untuk bekerja adalah molekul ATP yang digunakan otot untuk menerima energi. Pemecahan ATP menghasilkan molekul energi ADP+. Tetapi cadangan ATP di otot kita hanya cukup untuk bekerja 2 detik, dan kemudian ATP disintesis ulang dari molekul ADP. Sebenarnya, kinerja dan fungsionalitas bergantung pada jenis proses resintesis ATP.

Jadi, proses seperti itu dibedakan. Mereka biasanya terhubung satu demi satu

1. Kreatin fosfat anaerobik

Keuntungan utama jalur kreatin fosfat untuk pembentukan ATP adalah

• waktu penerapan yang singkat,
• kekuatan tinggi.

Jalur kreatin fosfat berhubungan dengan substansi kreatin fosfat. Kreatin fosfat terdiri dari zat kreatin. Kreatin fosfat memiliki cadangan energi yang besar dan afinitas yang tinggi terhadap ADP. Oleh karena itu, ia mudah berinteraksi dengan molekul ADP yang muncul di sel otot selama kerja fisik sebagai akibat dari reaksi hidrolisis ATP. Selama reaksi ini, residu asam fosfat dengan cadangan energi ditransfer dari kreatin fosfat ke molekul ADP dengan pembentukan kreatin dan ATP.

Kreatin fosfat + ADP → kreatin + ATP.

Reaksi ini dikatalisis oleh enzim kreatin kinase. Jalur resintesis ATP ini kadang-kadang disebut kreatikinase, kadang-kadang fosfat atau alaktat.

Kreatin fosfat adalah zat yang rapuh. Pembentukan kreatin darinya terjadi tanpa partisipasi enzim. Creatine yang tidak digunakan oleh tubuh dikeluarkan dari tubuh melalui urin. Sintesis kreatin fosfat terjadi selama istirahat dari kelebihan ATP. Pada kerja otot Pada tingkat sedang, cadangan kreatin fosfat dapat dipulihkan sebagian. Cadangan ATP dan kreatin fosfat di otot disebut juga fosfagen.

Sistem fosfat dicirikan oleh resintesis ATP dari ADP yang sangat cepat, namun hanya efektif dalam waktu yang sangat singkat. Pada beban maksimum, sistem fosfat habis dalam waktu 10 detik. Pertama, ATP dikonsumsi dalam waktu 2 detik, dan kemudian CP dikonsumsi dalam waktu 6-8 detik.

Sistem fosfat disebut anaerobik karena oksigen tidak terlibat dalam resintesis ATP, dan sistem alaktik karena asam laktat tidak terbentuk.

Reaksi ini adalah sumber energi utama untuk latihan kekuatan maksimal: lari jarak pendek, melempar lompatan, mengangkat barbel. Reaksi ini dapat dipicu berulang kali selama eksekusi latihan fisik, yang memungkinkan untuk dengan cepat meningkatkan kekuatan pekerjaan yang dilakukan.

2. Glikolisis anaerobik

Ketika intensitas latihan meningkat, tiba saatnya kerja otot tidak dapat lagi didukung oleh sistem anaerobik saja karena kekurangan oksigen. Mulai sekarang, pasokan energi pekerjaan fisik mekanisme laktat dari resintesis ATP terlibat, produk sampingnya adalah asam laktat. Dengan kekurangan oksigen, asam laktat yang terbentuk pada fase pertama reaksi anaerobik tidak sepenuhnya dinetralkan pada fase kedua, sehingga terjadi penumpukan pada otot yang bekerja, yang menyebabkan asidosis, atau pengasaman, pada otot.

Jalur glikolitik resintesis ATP, seperti kreatin fosfat, adalah jalur anaerobik. Sumber energi yang diperlukan untuk resintesis ATP dalam hal ini adalah glikogen otot. Selama pemecahan glikogen secara anaerobik, residu glukosa terminal dalam bentuk glukosa-1-fosfat secara bergantian dibelah dari molekulnya di bawah aksi enzim fosforilase. Selanjutnya, molekul glukosa-1-fosfat, setelah serangkaian reaksi berurutan, diubah menjadi asam laktat. Proses ini disebut glikolisis Sebagai hasil dari glikolisis, produk antara terbentuk yang mengandung gugus fosfat yang dihubungkan oleh ikatan energi tinggi. Ikatan ini mudah ditransfer ke ADP untuk membentuk ATP. Saat istirahat, reaksi glikolisis berlangsung lambat, tetapi dengan kerja otot, lajunya dapat meningkat 2000 kali lipat, dan sudah dalam keadaan sebelum dimulai.

Waktu penerapan 20-30 detik .

Waktu pengoperasian pada daya maksimum – 2 -3 menit.

Metode glikolitik pembentukan ATP memiliki sejumlah keuntungan sebelum rute aerobik:

• ia mencapai daya maksimum lebih cepat,
• mempunyai daya maksimum yang lebih tinggi,
• tidak memerlukan partisipasi mitokondria dan oksigen.

Namun, jalan ini juga punya jalannya sendiri kekurangan:

• prosesnya tidak ekonomis,
• akumulasi asam laktat di otot secara signifikan mengganggu fungsi normalnya dan menyebabkan kelelahan otot.

1. Jalur resintesis aerobik

Jalur aerobik resintesis ATP disebut juga respirasi jaringan - Ini adalah metode utama pembentukan ATP yang terjadi di mitokondria sel otot. Selama respirasi jaringan, dua atom hidrogen dikeluarkan dari zat teroksidasi dan ditransfer melalui rantai pernapasan ke molekul oksigen yang dikirim ke otot oleh darah, menghasilkan pembentukan air. Karena energi yang dilepaskan selama pembentukan air, molekul ATP disintesis dari ADP dan asam fosfat. Biasanya, untuk setiap molekul air yang terbentuk, tiga molekul ATP disintesis.

Sistem oksigen, atau aerobik, paling penting bagi atlet ketahanan karena dapat mendukung kinerja fisik dalam jangka waktu yang lama. Sistem oksigen menyediakan energi bagi tubuh, dan khususnya aktivitas otot, melalui interaksi kimiawi nutrisi (terutama karbohidrat dan lemak) dengan oksigen. Nutrisi masuk ke dalam tubuh bersama makanan dan disimpan di gudangnya untuk digunakan nanti sesuai kebutuhan. Karbohidrat (gula dan pati) disimpan di hati dan otot dalam bentuk glikogen. Cadangan glikogen dapat sangat bervariasi, tetapi dalam banyak kasus cadangan tersebut cukup untuk setidaknya 60-90 menit kerja dengan intensitas submaksimal. Pada saat yang sama, cadangan lemak dalam tubuh praktis tidak ada habisnya.

Karbohidrat adalah “bahan bakar” yang lebih efisien dibandingkan lemak, karena dengan konsumsi energi yang sama, oksidasinya memerlukan oksigen 12% lebih sedikit. Oleh karena itu, dalam kondisi kekurangan oksigen selama aktivitas fisik, pembangkitan energi terjadi terutama melalui oksidasi karbohidrat.

Karena cadangan karbohidrat terbatas, kemampuan untuk menggunakannya dalam olahraga ketahanan juga terbatas. Setelah cadangan karbohidrat habis, lemak ditambahkan ke pasokan energi untuk bekerja, yang cadangannya memungkinkan untuk bekerja dalam waktu yang sangat lama. Kontribusi lemak dan karbohidrat terhadap suplai energi pada beban tergantung pada intensitas latihan dan kebugaran atlet. Semakin tinggi intensitas beban maka semakin besar pula kontribusi karbohidrat terhadap pembentukan energi. Namun dengan intensitas yang sama latihan aerobik seorang atlet yang terlatih akan menggunakan lebih banyak lemak dan lebih sedikit karbohidrat dibandingkan dengan individu yang tidak terlatih.

Dengan demikian, orang yang terlatih akan menghabiskan energinya lebih hemat, karena cadangan karbohidrat dalam tubuhnya tidak terbatas.

Kinerja sistem oksigen bergantung pada jumlah oksigen yang mampu diserap tubuh manusia. Semakin tinggi konsumsi oksigen selama bekerja lama, semakin tinggi pula kapasitas aerobiknya. Di bawah pengaruh latihan, kapasitas aerobik seseorang dapat meningkat sebesar 50%.

Waktu penerapan adalah 3 – 4 menit, namun untuk atlet yang terlatih bisa menjadi 1 menit. Hal ini disebabkan pengiriman oksigen ke mitokondria memerlukan restrukturisasi hampir semua sistem tubuh.

Waktu pengoperasian pada daya maksimum adalah puluhan menit. Hal ini memungkinkan untuk digunakan jalan ini dengan kerja otot yang berkepanjangan.

Dibandingkan dengan proses resintesis ATP lain yang terjadi di sel otot, jalur aerobik memiliki sejumlah keunggulan:

• Ekonomis: dari satu molekul glikogen terbentuk 39 molekul ATP, dengan glikolisis anaerobik hanya 3 molekul.
• Keserbagunaan: berbagai zat bertindak sebagai substrat awal di sini: karbohidrat, asam lemak, badan keton, asam amino.
• Waktu pengoperasian yang sangat lama. Saat istirahat, laju resintesis ATP aerobik mungkin rendah, namun selama latihan fisik dapat menjadi maksimal.

Namun, ada juga kelemahannya.

• Konsumsi oksigen wajib, yang dibatasi oleh laju pengiriman oksigen ke otot dan laju penetrasi oksigen melalui membran mitokondria.
• Waktu penerapan yang lama.
• Daya maksimum kecil.

Itu sebabnya aktivitas otot, karakteristik sebagian besar olahraga, tidak dapat diperoleh sepenuhnya melalui jalur resintesis ATP ini.

Catatan. Bab ini ditulis berdasarkan buku teks “DASAR-DASAR BIOKIMIA OLAHRAGA”

Apa yang membuat seseorang bergerak? Apa itu metabolisme energi? Dari manakah energi tubuh berasal? Berapa lama itu akan bertahan? Pada apa aktivitas fisik, energi apa yang dikonsumsi? Seperti yang Anda lihat, ada banyak pertanyaan. Namun kebanyakan muncul saat Anda mulai mempelajari topik ini. Saya akan mencoba membuat hidup lebih mudah bagi mereka yang paling penasaran dan menghemat waktu. Ayo pergi...

Metabolisme energi adalah serangkaian reaksi penguraian zat organik yang disertai dengan pelepasan energi.

Untuk menjamin pergerakan (filamen aktin dan miosin pada otot), otot memerlukan Adenosine TriPhosphate (ATP). Ketika ikatan kimia antara fosfat terputus, energi dilepaskan, yang digunakan oleh sel. Dalam hal ini, ATP berpindah ke keadaan dengan energi lebih rendah menjadi Adenosine DiPhosphate (ADP) dan Fosfor anorganik (P)

Jika otot menghasilkan kerja, maka ATP terus-menerus dipecah menjadi ADP dan fosfor anorganik, melepaskan Energi (sekitar 40-60 kJ/mol). Untuk pekerjaan jangka panjang, perlu untuk memulihkan ATP pada tingkat penggunaan zat ini oleh sel.

Sumber energi yang digunakan untuk pekerjaan jangka pendek, jangka pendek, dan jangka panjang berbeda-beda. Energi dapat dihasilkan baik secara anaerobik (bebas oksigen) maupun secara aerobik (oksidatif). Kualitas apa yang dikembangkan seorang atlet ketika berlatih di zona aerobik atau anaerobik, saya tulis di artikel ““.

Ada tiga sistem energi yang mendukung aktivitas fisik manusia:

1. Alaktat atau fosfagen (anaerob). Hal ini terkait dengan proses resintesis ATP terutama karena senyawa fosfat berenergi tinggi - Creatine Phosphate (CrP).
2. Glikolitik (anaerob). Menyediakan resintesis ATP dan KrP karena reaksi pemecahan glikogen dan/atau glukosa secara anaerobik menjadi asam laktat (laktat).
3. Aerobik (oksidatif). Kemampuan melakukan kerja akibat oksidasi karbohidrat, lemak, protein sekaligus meningkatkan pengiriman dan pemanfaatan oksigen pada otot yang bekerja.

Sumber energi untuk operasi jangka pendek.

Molekul ATP (Adenosine Triphosphate) menyediakan energi yang dapat diakses dengan cepat ke otot. Energi ini cukup untuk 1-3 detik. Sumber ini digunakan untuk operasi gaya maksimum sesaat.

ATP + H2O ⇒ ADP + P + Energi

Di dalam tubuh, ATP adalah salah satu zat yang paling sering diperbarui; Jadi, pada manusia, umur satu molekul ATP kurang dari 1 menit. Pada siang hari, satu molekul ATP melewati rata-rata 2000-3000 siklus resintesis (tubuh manusia mensintesis sekitar 40 kg ATP per hari, tetapi mengandung sekitar 250 g pada saat tertentu), artinya, praktis tidak ada cadangan ATP yang tersedia. dibuat di dalam tubuh, dan untuk kehidupan normal perlu untuk terus-menerus mensintesis molekul ATP baru.

ATP diisi ulang oleh CrP (Creatine Phosphate), yang merupakan molekul fosfat kedua yang memiliki energi tinggi di otot. KrP menyumbangkan molekul Fosfat ke molekul ADP untuk membentuk ATP, sehingga memungkinkan otot bekerja dalam waktu tertentu.

Ini terlihat seperti ini:

ADP+ KrP ⇒ ATP + Kr

Cadangan KrF bertahan hingga 9 detik. bekerja. Dalam hal ini, puncak daya terjadi pada 5-6 detik. Pelari cepat profesional mencoba meningkatkan tangki ini (cadangan KrF) lebih jauh melalui latihan hingga 15 detik.

Baik dalam kasus pertama maupun kedua, proses pembentukan ATP terjadi di mode anaerobik, tanpa partisipasi oksigen. Resintesis ATP akibat CrP terjadi hampir seketika. Sistem ini punya kekuatan tertinggi dibandingkan dengan glikolitik dan aerobik dan memastikan kerja "eksplosif" dengan kekuatan dan kecepatan kontraksi otot maksimum. Seperti inilah metabolisme energi selama kerja jangka pendek; dengan kata lain, beginilah cara kerja sistem suplai energi alaktik dalam tubuh.

Sumber energi untuk pekerjaan jangka pendek.

Dari mana tubuh mendapatkan energi selama bekerja jangka pendek? Dalam hal ini, sumbernya adalah karbohidrat hewani, yang terdapat di otot dan hati manusia - glikogen. Proses dimana glikogen mendorong resintesis ATP dan pelepasan energi disebut Glikolisis anaerobik(Sistem pasokan energi glikolitik).

Glikolisis adalah proses oksidasi glukosa dimana dua molekul asam piruvat (Piruvat) terbentuk dari satu molekul glukosa. Metabolisme asam piruvat lebih lanjut dimungkinkan melalui dua cara - aerobik dan anaerobik.

Selama latihan aerobik asam piruvat (Piruvat) terlibat dalam metabolisme dan banyak reaksi biokimia dalam tubuh. Ini diubah menjadi Asetil-koenzim A, yang berpartisipasi dalam Siklus Krebs memastikan respirasi di dalam sel. Pada eukariota (sel organisme hidup yang mengandung nukleus, yaitu sel manusia dan hewan), siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria (MC, ini adalah stasiun energi sel).

Siklus krebs(siklus asam trikarboksilat) adalah tahap kunci dalam respirasi semua sel yang menggunakan oksigen, ini adalah pusat persimpangan banyak jalur metabolisme dalam tubuh. Selain perannya yang energik, Siklus Krebs mempunyai fungsi plastik yang signifikan. Dengan berpartisipasi dalam proses biokimia, ia membantu mensintesis senyawa seluler penting seperti asam amino, karbohidrat, asam lemak, dll.

Jika oksigen tidak mencukupi Artinya, pekerjaan dilakukan dalam mode anaerobik, kemudian asam piruvat dalam tubuh mengalami pemecahan anaerobik dengan pembentukan asam laktat (laktat)

Sistem anaerobik glikolitik ditandai dengan kekuatan tinggi. Proses ini dimulai hampir dari awal pekerjaan dan mencapai kekuatan setelah 15-20 detik. pekerjaan dengan intensitas maksimum, dan kekuatan ini tidak dapat dipertahankan lebih dari 3 hingga 6 menit. Bagi pemula yang baru mulai berolahraga, tenaganya pas-pasan 1 menit saja.

Karbohidrat – glikogen dan glukosa – berfungsi sebagai substrat energi untuk menyediakan energi bagi otot. Secara total, cadangan glikogen dalam tubuh manusia cukup untuk 1-1,5 jam kerja.

Seperti disebutkan di atas, sebagai akibat dari tingginya daya dan durasi kerja anaerobik glikolitik, sejumlah besar laktat (asam laktat) terbentuk di otot.

Glikogen ⇒ ATP + Asam laktat

Laktat dari otot memasuki darah dan berikatan dengan sistem penyangga darah untuk menjaga lingkungan internal tubuh. Jika kadar laktat dalam darah meningkat, maka sistem buffer pada suatu saat mungkin tidak dapat mengatasinya, yang akan menyebabkan pergeseran keseimbangan asam basa ke sisi asam. Ketika diasamkan, darah menjadi kental dan sel-sel tubuh tidak dapat menerima oksigen dan nutrisi yang diperlukan. Akibatnya, hal ini menyebabkan penghambatan enzim kunci glikolisis anaerobik, hingga penghambatan total aktivitasnya. Laju glikolisis itu sendiri, proses anaerobik alaktik, dan daya kerja menurun.

Durasi kerja dalam mode anaerobik tergantung pada tingkat konsentrasi laktat dalam darah dan tingkat resistensi otot dan darah terhadap perubahan asam.

Kapasitas buffer darah adalah kemampuan darah untuk menetralkan laktat. Semakin terlatih seseorang maka semakin besar pula kapasitas buffernya.

Sumber energi untuk operasi jangka panjang.

Sumber energi bagi tubuh manusia selama kerja aerobik jangka panjang, yang diperlukan untuk pembentukan ATP, adalah glikogen otot, glukosa darah, asam lemak, dan lemak intramuskular. Proses ini dipicu oleh kerja aerobik yang berkepanjangan. Misalnya pembakaran lemak (oksidasi lemak) pada pelari pemula dimulai setelah 40 menit lari pada menit ke-2 zona pulsa(PZ). Bagi atlet, proses oksidasi dimulai dalam waktu 15-20 menit setelah berlari. Terdapat cukup lemak dalam tubuh manusia untuk 10-12 jam kerja aerobik terus menerus.

Saat terkena oksigen, molekul glikogen, glukosa, dan lemak dipecah, mensintesis ATP dengan pelepasan karbon dioksida dan air. Sebagian besar reaksi terjadi di mitokondria sel.

Glikogen + Oksigen ⇒ ATP + Karbon dioksida + Air

Pembentukan ATP menggunakan mekanisme ini terjadi lebih lambat dibandingkan dengan bantuan sumber energi yang digunakan untuk pekerjaan jangka pendek dan jangka pendek. Diperlukan waktu 2 hingga 4 menit sebelum kebutuhan sel akan ATP dipenuhi sepenuhnya melalui proses aerobik yang dibahas. Keterlambatan ini disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan jantung untuk mulai meningkatkan suplai darah beroksigen ke otot pada tingkat yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan ATP otot.

Lemak + Oksigen ⇒ ATP + Karbon dioksida + Air

Pabrik oksidasi lemak dalam tubuh adalah yang paling boros energi. Karena selama oksidasi karbohidrat, 38 molekul ATP dihasilkan dari 1 molekul glukosa. Dan bila 1 molekul lemak dioksidasi menghasilkan 130 molekul ATP. Namun hal ini terjadi jauh lebih lambat. Selain itu, produksi ATP melalui oksidasi lemak membutuhkan lebih banyak oksigen dibandingkan oksidasi karbohidrat. Ciri lain dari pabrik oksidatif dan aerobik adalah bahwa ia memperoleh momentum secara bertahap, seiring dengan peningkatan pengiriman oksigen dan konsentrasi asam lemak yang dilepaskan dari jaringan adiposa dalam darah meningkat.

Lagi informasi yang berguna dan artikel yang dapat Anda temukan.

Jika kita bayangkan seluruh sistem penghasil energi (metabolisme energi) dalam tubuh berbentuk tangki bahan bakar, maka akan terlihat seperti ini:

1. Tangki terkecil adalah Creatine Phosphate (seperti 98 bensin). Letaknya lebih dekat ke otot dan mulai bekerja dengan cepat. “Bensin” ini bertahan selama 9 detik. bekerja.
2. Tangki tengah – Glikogen (92 bensin). Tangki ini terletak sedikit lebih jauh di dalam bodi dan bahan bakar disuplai darinya dengan kerja fisik 15-30 detik. Bahan bakar ini cukup untuk pengoperasian 1-1,5 jam.
3. Tangki besar - Lemak (bahan bakar diesel). Tangki ini terletak jauh dan memerlukan waktu 3-6 menit sebelum bahan bakar mulai mengalir darinya. Cadangan lemak dalam tubuh manusia selama 10-12 jam kerja aerobik yang intens.

Saya tidak mengemukakan semua ini sendiri, tetapi mengambil kutipan dari buku, literatur, dan sumber daya Internet dan mencoba menyampaikannya kepada Anda secara ringkas. Jika Anda memiliki pertanyaan, tulislah.

1. Glikolisis anaerobik. Resintesis ATP selama glikolisis. Faktor-faktor yang mempengaruhi jalannya glikolisis.

2. Jalur aerobik untuk resintesis ATP. Fitur regulasi.

3. Sintesis ATP pada siklus Krebs.

4. Asam laktat, peranannya dalam tubuh, cara menghilangkannya.

5. Oksidasi biologis. Sintesis ATP selama transfer elektron sepanjang rantai enzim pernapasan.

pertanyaan pertama

Glukosa dapat dipecah dengan dua cara. Salah satunya adalah pemecahan molekul glukosa enam karbon menjadi dua molekul tiga karbon. Jalur ini disebut pemecahan glukosa dikotomis. Ketika jalur kedua diterapkan, molekul glukosa kehilangan satu atom karbon, yang mengarah pada pembentukan pentosa; jalur ini disebut apotomik.

Pemecahan glukosa secara dikotomis (glikolisis) dapat terjadi pada kondisi anaerobik dan aerobik. Ketika glukosa dipecah dalam kondisi anaerobik, asam laktat terbentuk sebagai hasil dari proses fermentasi asam laktat. Reaksi individu glikolisis dikatalisis oleh 11 enzim yang membentuk rantai di mana produk reaksi yang dipercepat oleh enzim sebelumnya adalah substrat untuk reaksi berikutnya. Glikolisis secara kasar dapat dibagi menjadi dua tahap. Yang pertama, energi dikonsumsi, yang kedua ditandai dengan akumulasi energi dalam bentuk molekul ATP.

Sifat kimia dari proses tersebut disajikan dalam topik “Penguraian karbohidrat” dan diakhiri dengan transisi PVC menjadi asam laktat.

Sebagian besar asam laktat yang diproduksi di otot dicuci ke dalam aliran darah. Sistem buffer bikarbonat mencegah perubahan pH darah: atlet memiliki kapasitas buffer darah yang lebih tinggi dibandingkan orang yang tidak terlatih, sehingga mereka dapat mentoleransi kadar asam laktat yang lebih tinggi. Selanjutnya, asam laktat diangkut ke hati dan ginjal, di mana asam tersebut hampir seluruhnya diproses menjadi glukosa dan glikogen. Sebagian kecil asam laktat diubah kembali menjadi asam piruvat, yang dioksidasi dalam kondisi aerobik menjadi produk akhir.

pertanyaan ke-2

Pemecahan glukosa secara aerobik disebut juga siklus pentosa fosfat. Sebagai hasil dari jalur ini, dari 6 molekul glukosa-6-fosfat, satu terurai. Pemecahan glukosa secara apotom dapat dibagi menjadi dua fase: oksidatif dan anaerobik.

Fase oksidatif dimana glukosa-6-fosfat diubah menjadi ribulosa-5-fosfat disajikan dalam pertanyaan “Penguraian karbohidrat. Pemecahan glukosa secara aerobik"

Fase anaerobik pemecahan glukosa secara apotom.

Metabolisme lebih lanjut dari ribulosa-5-fosfat sangat kompleks; transformasi fosfopentosa terjadi - siklus pentosa fosfat. Akibatnya, dari enam molekul glukosa-6-fosfat yang memasuki jalur aerobik pemecahan karbohidrat, satu molekul glukosa-6-fosfat dipecah seluruhnya menjadi molekul CO 2, H 2 O dan 36 ATP. Ini adalah efek energi terbesar dari pemecahan glukosa-6-fosfat, dibandingkan dengan glikolisis (2 molekul ATP), yang penting dalam menyediakan energi ke otak dan otot selama aktivitas fisik.

pertanyaan ke-3

Siklus asam di- dan trikarboksilat (siklus Krebs) menempati tempat penting dalam proses metabolisme: di sini asetil-KoA (dan PVA) dinetralkan menjadi produk akhir: karbon dioksida dan air; disintesis 12 molekul ATP; sejumlah produk antara terbentuk yang digunakan untuk sintesis senyawa penting. Misalnya, asam oksaloasetat dan ketoglutarat dapat membentuk asam aspartat dan glutamat; Asetil-KoA berfungsi sebagai bahan awal sintesis asam lemak, kolesterol, asam kolat, dan hormon. Siklus asam di- dan trikarboksilat merupakan mata rantai berikutnya dalam jenis metabolisme utama: metabolisme karbohidrat, protein, lemak. Lihat topik “Penguraian Karbohidrat” untuk lebih jelasnya.

pertanyaan ke-4

Peningkatan jumlah asam laktat di ruang sarkoplasma otot disertai dengan perubahan tekanan osmotik; air dari lingkungan antar sel memasuki serat otot, menyebabkan pembengkakan dan kekakuan. Perubahan signifikan pada tekanan osmotik pada otot dapat menyebabkan nyeri.

Asam laktat dengan mudah berdifusi melalui membran sel sepanjang gradien konsentrasi ke dalam darah, di mana ia berinteraksi dengan sistem bikarbonat, yang mengarah pada pelepasan kelebihan CO2 “non-metabolik”:

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

Jadi, peningkatan keasaman, peningkatan CO 2, berfungsi sebagai sinyal bagi pusat pernapasan; dengan pelepasan asam laktat, ventilasi paru dan suplai oksigen ke otot yang bekerja ditingkatkan.

pertanyaan ke-5

Oksidasi biologis adalah serangkaian reaksi oksidatif yang terjadi pada objek biologis (jaringan) dan menyediakan energi dan metabolit bagi tubuh untuk proses vital. Oksidasi biologis juga menyebabkan kehancuran produk berbahaya metabolisme, produk limbah tubuh.

Para ilmuwan mengambil bagian dalam pengembangan teori oksidasi biologis: 1868 - Schönbein (ilmuwan Jerman), 1897 - A.N. Bach, 1912 V.I. Palladin, G.Wieland. Pandangan para ilmuwan ini menjadi dasar teori modern tentang oksidasi biologis. Esensinya.

Beberapa sistem enzim (rantai enzim pernapasan) terlibat dalam transfer H 2 ke O 2; ada tiga komponen utama: dehidrogenase (NAD, NADP); flavin (FAD, FMN); sitokrom (heme Fe 2+). Akibatnya, produk akhir oksidasi biologis terbentuk - H 2 O. Rantai enzim pernapasan terlibat dalam oksidasi biologis.

Akseptor H2 pertama adalah dehidrogenase, suatu koenzim - baik NAD (dalam mitokondria) atau NADP (dalam sitoplasma).

H(H + ē)

2ē

2ē

2ē

2ē

2H + +O 2- → H 2 O Substrat: laktat, sitrat, malat, suksinat, gliserofosfat dan metabolit lainnya. Tergantung pada sifat organisme dan substrat yang dioksidasi, oksidasi dalam sel dapat terjadi terutama melalui salah satu dari 3 jalur. 1. Dengan enzim pernafasan yang lengkap, bila terjadi aktivasi awal O menjadi O 2-. N (H + e -) N + e - 2e - 2e - 2e - 2e - 2e - S NAD FAD b c a 1 a 3 1/2O 2 H 2 O N (N + e -) N + e - 2. Tanpa sitokrom: S LEBIH FAD O 2 H 2 O 2 . 3.Tanpa NAD dan tanpa sitokrom: S FAD O 2 H 2 O 2 . Para ilmuwan telah menemukan bahwa ketika hidrogen ditransfer ke oksigen dengan partisipasi semua pembawa, tiga molekul ATP terbentuk. Pemulihan bentuk NAD H 2 dan NADP H 2 ketika H 2 ditransfer ke O 2 menghasilkan 3 ATP, dan FAD H 2 menghasilkan 2 ATP. Selama oksidasi biologis, H 2 O atau H 2 O 2 terbentuk, yang selanjutnya terurai menjadi H 2 O dan O 2 di bawah aksi katalase. Air yang terbentuk selama oksidasi biologis digunakan untuk kebutuhan sel (reaksi hidrolisis) atau dikeluarkan sebagai produk akhir dari tubuh. Selama oksidasi biologis, energi dilepaskan, yang berubah menjadi panas dan hilang, atau terakumulasi dalam ~ ATP dan kemudian digunakan untuk semua proses kehidupan. Proses di mana energi yang dilepaskan selama oksidasi biologis diakumulasikan dalam ikatan ~ ATP - fosforilasi oksidatif, yaitu sintesis ATP dari ADP dan P(n) karena energi oksidasi zat organik: ADP + F(n) ATP + H2O. 40% energi oksidasi biologis terakumulasi dalam ikatan ATP berenergi tinggi. Untuk pertama kalinya, hubungan oksidasi biologis dengan fosforilasi ADP ditunjukkan oleh V.A. Kemudian V.A. Tsybakov menunjukkan bahwa sintesis ATP dari ADP dan P(n) terjadi di mitokondria selama migrasi e - dari substrat ke O2 melalui rantai enzim pernapasan. Para ilmuwan ini menemukan bahwa untuk setiap atom O yang diserap, 3 molekul ATP terbentuk, yaitu, dalam rantai pernapasan enzim terdapat 3 titik penghubung antara oksidasi dan fosforilasi ADP:

Pengurangan fosfagen (ATP dan CrP)

Fosfagen, terutama ATP, dipulihkan dengan sangat cepat (Gbr. 25). Sudah dalam waktu 30 detik setelah berhenti bekerja, hingga 70% fosfagen yang dikonsumsi dipulihkan, dan pengisian lengkapnya berakhir dalam beberapa menit, hampir secara eksklusif karena energi metabolisme aerobik, yaitu karena oksigen yang dikonsumsi dalam fase cepat. hutang O2. Memang, jika segera setelah bekerja Anda memasang tourniquet pada anggota tubuh yang bekerja dan dengan demikian menghilangkan otot-otot dari oksigen yang disalurkan melalui darah, maka pemulihan KrF tidak akan terjadi.

Bagaimana Semakin besar konsumsi fosfagen selama operasi, semakin banyak O2 yang dibutuhkan untuk mereduksinya (untuk memulihkan 1 mol ATP diperlukan 3,45 liter O2). Besarnya fraksi cepat (alaktat) hutang O2 berhubungan langsung dengan derajat penurunan fosfagen pada otot pada akhir pekerjaan. Oleh karena itu, nilai ini menunjukkan jumlah fosfagen yang dikonsumsi selama proses kerja.

kamu Pada pria yang tidak terlatih, nilai maksimum fraksi cepat utang O2 mencapai 2-3 liter. Nilai yang sangat besar dari indikator ini dicatat di antara perwakilan olahraga kecepatan-kekuatan (hingga 7 liter di antara atlet berkualifikasi tinggi). Dalam olahraga ini, kandungan fosfagen dan laju konsumsinya di otot secara langsung menentukan kekuatan latihan yang maksimal dan dipertahankan (jarak jauh).

Restorasi glikogen. Menurut gagasan awal R. Margaria et al. (1933), glikogen yang dikonsumsi selama bekerja disintesis ulang dari asam laktat dalam waktu 1-2 jam setelah bekerja. Oksigen yang dikonsumsi selama periode pemulihan ini menentukan fraksi Hutang O2 kedua, lambat, atau laktat. Namun, kini diketahui bahwa pemulihan glikogen di otot bisa memakan waktu hingga 2-3 hari

Kecepatan pemulihan glikogen dan jumlah cadangan yang dipulihkan di otot dan hati bergantung pada dua faktor utama: tingkat konsumsi glikogen selama bekerja dan sifat pola makan selama masa pemulihan. Setelah penipisan glikogen yang sangat signifikan (lebih dari 3/4 dari kandungan awal), hingga penipisan glikogen pada otot yang bekerja, pemulihannya pada jam-jam pertama dengan nutrisi normal sangat lambat, dan membutuhkan waktu hingga 2 hari untuk mencapainya. tingkat pra-kerja. Dengan diet tinggi karbohidrat (lebih dari 70% kalori harian), proses ini dipercepat - dalam 10 jam pertama lebih dari setengah glikogen dipulihkan di otot yang bekerja, pada akhir hari glikogen pulih sepenuhnya, dan di hati kandungan glikogen jauh lebih tinggi dari biasanya. Selanjutnya, jumlah glikogen dalam otot dan hati yang bekerja terus meningkat dan 2-3 hari setelah beban yang “menipis” dapat melebihi beban sebelum bekerja sebanyak 1,5-3 kali lipat - fenomena superkompensasi.

Pada intensif setiap hari dan jangka panjang sesi pelatihan Kandungan glikogen dalam otot dan hati yang bekerja menurun secara signifikan dari hari ke hari, karena dengan pola makan normal, bahkan istirahat harian di antara latihan tidak cukup untuk memulihkan glikogen sepenuhnya. Meningkatkan kandungan karbohidrat dalam pola makan seorang atlet dapat memastikan pemulihan penuh sumber karbohidrat tubuh pada sesi latihan berikutnya.

Eliminasi asam laktat. Selama masa pemulihan, asam laktat dikeluarkan dari otot, darah, dan cairan jaringan yang bekerja, dan semakin cepat, semakin sedikit asam laktat yang terbentuk selama bekerja. Peran penting Mode setelah bekerja juga berperan. Jadi, setelah latihan maksimal, dibutuhkan waktu 60-90 menit untuk menghilangkan sepenuhnya akumulasi asam laktat dalam kondisi istirahat total - duduk atau berbaring (pemulihan pasif). Namun, jika setelah beban seperti itu dilakukan pekerjaan ringan (pemulihan aktif), maka eliminasi asam laktat terjadi lebih cepat. Untuk orang yang tidak terlatih, intensitas beban “pemulihan” yang optimal adalah sekitar 30-45% dari VO2max (misalnya jogging), a. pada atlet terlatih - 50-60% MOC, dengan total durasi sekitar 20 menit.

Ada empat cara utama untuk menghilangkan asam laktat:

• 1) oksidasi menjadi CO2 dan SHO (ini menghilangkan sekitar 70% dari seluruh akumulasi asam laktat);
• 2) konversi menjadi glikogen (di otot dan hati) dan glukosa (di hati) sekitar 20%;
• 3) konversi menjadi protein (kurang dari 10%); 4) pengeluarannya bersama urin dan keringat (1-2%). Dengan reduksi aktif, proporsi asam laktat yang dieliminasi secara aerobik meningkat. Meskipun oksidasi asam laktat dapat terjadi di berbagai organ dan jaringan ( otot rangka, otot jantung, hati, ginjal, dll.), sebagian besar dioksidasi di otot rangka (terutama serat lambatnya). Hal ini memperjelas mengapa pekerjaan mudah (sebagian besar melibatkan pekerjaan yang lambat serat otot) mendorong eliminasi laktat lebih cepat setelah olahraga berat.

Penting bagian dari utang O2 fraksi lambat (laktat) dikaitkan dengan eliminasi asam laktat. Semakin kuat bebannya, semakin besar fraksinya. Pada orang yang tidak terlatih mencapai maksimum 5-10 liter, pada atlet, terutama di kalangan perwakilan olahraga kecepatan-kekuatan, 15-20 liter. Durasinya sekitar satu jam. Besaran dan durasi fraksi laktat dari hutang O2 menurun dengan pengurangan aktif.

Asam fosfat kreatin (kreatin fosfat, fosfokreatin) - asam 2-[metil-(N"-fosfonokarboimidoil)amino]asetat Kristal tidak berwarna, larut dalam air, mudah dihidrolisis dengan pembelahan fosfamid koneksi N-P dalam lingkungan asam, stabil dalam lingkungan basa. Kreatin fosfat adalah produk metabolisme N-fosforilasi kreatin yang reversibel, yang, seperti , merupakan senyawa berenergi tinggi.

Memulihkan kadar fosfat

Jika seorang atlet memulai suatu set tanpa memulihkan kadar fosfat secara memadai, ia tidak akan mampu mempertahankan produksi energi selama set tersebut atau set berikutnya. Jadi, selama fase latihan kekuatan maksimum, atlet harus memiliki waktu istirahat tiga sampai lima menit sebelum melakukan set berikutnya dengan menggunakan kelompok otot yang sama, kecuali jika atlet tersebut bekerja dengan cadangan yang besar. Untuk pemulihan maksimal Saat melakukan latihan dengan intensitas sangat tinggi dan sedikit cadangan, atlet sebaiknya menggunakan metode latihan vertikal, yaitu. beralih ke latihan baru setelah menyelesaikan serangkaian latihan sebelumnya. Dengan kata lain, atlet melakukan satu set pada setiap latihan sebelum kembali ke latihan pertama dan melakukan set kedua. Sebagai hasil dari penggunaan algoritma ini, terdapat jangka waktu yang cukup untuk memulihkan kadar fosfat di otot.

Durasi pemulihan tingkat ATP-CP