Táto látka je univerzálnym zdrojom energie. ATP sa syntetizuje počas citrátového Krebsovho cyklu. V momente vystavenia molekule ATP špeciálneho enzýmu ATPázy dochádza k jej hydrolýze. V tomto momente dochádza k oddeleniu fosfátovej skupiny od hlavnej molekuly, čo vedie k vytvoreniu novej látky ADP a uvoľneniu energie.
Myozínové mostíky majú pri interakcii s aktínom aktivitu ATPázy. To vedie k štiepeniu molekúl ATP a získaniu potrebnej energie na vykonanie danej práce.
Proces tvorby kreatínfosfátu
Množstvo ATP vo svalových tkanivách je veľmi obmedzené a z tohto dôvodu musí telo neustále dopĺňať svoje zásoby. Tento proces prebieha za účasti kreatínfosfátu. Táto látka má schopnosť oddeliť fosfátovú skupinu zo svojej molekuly a pripojiť ju k ADP. Výsledkom tejto reakcie je tvorba kreatínu a molekuly ATP.
Tento proces sa nazýva Lomanova reakcia. To je hlavný dôvod, prečo športovci potrebujú konzumovať kreatínové doplnky. Zároveň upozorňujeme, že kreatín sa používa iba počas anaeróbneho cvičenia. Táto skutočnosť je spôsobená tým, že kreatínfosfát môže intenzívne pôsobiť len dve minúty, potom telo dostáva energiu z iných zdrojov.
Použitie kreatínu je teda opodstatnené iba v typy napájaniašportu. Napríklad pre športovcov nemá zmysel používať kreatín, pretože nemôže zvýšiť športový výkon v tomto športe. Zásoba kreatínfosfátu tiež nie je príliš veľká a telo látku využije len v počiatočnej fáze tréningu. Potom sa pripájajú ďalšie zdroje energie – anaeróbna a následne aeróbna glykolýza. Počas pokoja prebieha Lomanova reakcia v opačnom smere a zásoba kreatínfosfátu je obnovená v priebehu niekoľkých minút.
Výmenné a energetické procesy kostrového svalstva
Vďaka kreatínfosfátu má telo energiu na obnovu zásob ATP. Počas obdobia odpočinku obsahujú svaly asi 5-krát viac kreatínfosfátu v porovnaní s ATP. Po spustení svalových robotov sa počet molekúl ATP rýchlo znižuje a ADP sa zvyšuje.
Reakcia získania ATP z kreatínfosfátu prebieha pomerne rýchlo, ale počet molekúl ATP, ktoré je možné syntetizovať, priamo závisí od počiatočnej hladiny kreatínfosfátu. Svalové tkanivo má tiež látku nazývanú myokináza. Pod jeho vplyvom sa dve molekuly ADP premenia na jednu ATP a ADP. Zásoby ATP a kreatínfosfátu celkovo postačujú na to, aby svaly pracovali s maximálnou záťažou po dobu 8 až 10 sekúnd.
Reakčný proces glykolýzy
Pri glykolýznej reakcii sa z každej molekuly glukózy vytvorí malé množstvo ATP, ale za prítomnosti veľkého množstva všetkých potrebných enzýmov a substrátu je možné v krátkom čase získať dostatočné množstvo ATP. Je tiež dôležité poznamenať, že glykolýza môže nastať iba v prítomnosti kyslíka.
Glukóza potrebná na glykolýzu sa odoberá z krvi alebo zo zásob glykogénu, ktoré sa nachádzajú vo svalovom tkanive a pečeni. Ak je do reakcie zapojený glykogén, potom možno z jednej z jeho molekúl naraz získať tri molekuly ATP. S nárastom svalovej aktivity sa zvyšuje potreba tela ATP, čo vedie k zvýšeniu hladiny kyseliny mliečnej.
Ak je záťaž mierna, povedzme pri behu dlhé vzdialenosti, potom sa ATP syntetizuje hlavne počas reakcie oxidatívnej fosforylácie. To umožňuje výrazne získať z glukózy veľká kvantita energie v porovnaní s reakciou anaeróbnej glykolýzy.
Tukové bunky sú schopné rozkladu len pod vplyvom oxidačných reakcií, čo však vedie k veľkému množstvu energie. Podobne môžu byť ako zdroj energie použité zlúčeniny aminokyselín.
Počas prvých 5-10 minút mierneho cvičenia je hlavným zdrojom energie pre svaly glykogén. Potom sa na ďalšiu polhodinu prepojí glukóza a mastné kyseliny v krvi. Postupom času sa stáva dominantnou úlohou mastných kyselín pri získavaní energie.
Tiež by ste mali poukázať na vzťah medzi anaeróbnym a aeróbnym mechanizmom získavania molekúl ATP pod vplyvom fyzickej aktivity. Pri krátkodobej záťaži vysokej intenzity sa využívajú anaeróbne mechanizmy na získavanie energie, pri dlhodobej záťaži nízkej intenzity aeróbne mechanizmy.
Po odstránení záťaže telo ešte nejaký čas spotrebuje kyslík nad normu. V posledných rokoch sa na označenie nedostatku kyslíka používa pojem „nadmerná spotreba kyslíka po fyzickej námahe“.
Počas obnovy zásob ATP a kreatínfosfátu je táto hladina vysoká a potom začne klesať a počas tohto obdobia sa kyselina mliečna odstráni zo svalového tkaniva. O zvýšení spotreby kyslíka a zvýšení metabolizmu svedčí aj fakt zvýšenia telesnej teploty.
Čím dlhšia a intenzívnejšia záťaž, tým viac času telu zaberie na zotavenie. Takže pri úplnom vyčerpaní zásob glykogénu môže trvať niekoľko dní, kým sa úplne obnovia. Zároveň sa zásoby ATP a kreatínfosfátu môžu obnoviť maximálne za pár hodín.
Ide o energetické procesy vo svale pre maximálny rast, ku ktorým dochádza pod vplyvom fyzickej aktivity. Pochopenie tohto mechanizmu spôsobí, že tréning bude ešte efektívnejší.
Viac informácií o energetických procesoch vo svaloch nájdete tu:
Kreatínfosfát má schopnosť oddeliť fosfátovú skupinu a premeniť sa na kreatín pripojením fosfátovej skupiny k ADP, ktorý sa premení na ATP.
ADP + Kreatín Phosphate = ATP + Kreatín
Táto reakcia sa nazýva Lohmannova reakcia. Zásoby kreatínfosfátu vo vláknine nie sú veľké, preto sa ako zdroj energie využíva len v počiatočnej fáze svalovej práce - v prvých sekundách.
Po vyčerpaní zásob kreatínfosfátu asi o 1/3 sa rýchlosť tejto reakcie zníži, čo spôsobí začlenenie ďalších procesov resyntézy ATP - glykolýzy a oxidácie kyslíka. Na konci práce svalu ide Lomanova reakcia opačným smerom a zásoby kreatínfosfátu sa obnovia v priebehu niekoľkých minút.
Odbúravanie kreatínfosfátu hrá hlavnú úlohu pri dodávke energie pri krátkodobých cvičeniach maximálneho výkonu – behu na krátke vzdialenosti, skákanie, hádzanie, vzpieranie a silové cvičenia, trvajúce až 20-30 sekúnd.
Glykolýza.
Glykolýza je proces rozkladu jednej molekuly glukózy (C6H12O6) na dve molekuly kyseliny mliečnej (C3H6O3), pričom sa uvoľní energia dostatočná na „nabitie“ dvoch molekúl ATP.
C6H12O6 (glukóza) + 2H3PO4 + 2ADP = 2C3H6O3 (kyselina mliečna) + 2ATP + 2H2O.
Glykolýza prebieha bez spotreby kyslíka (takéto procesy sa nazývajú anaeróbne).
Je však potrebné urobiť dve dôležité poznámky:
a) asi polovica všetkej energie uvoľnenej pri tomto procese sa premení na teplo a nedá sa využiť pri svalovej práci. Súčasne sa teplota svalov zvýši na 41-42 stupňov Celzia,
b) energetický efekt glykolýzy nie je veľký a predstavuje len 2 molekuly ATP z 1 molekuly glukózy.
Glykolýza hrá dôležitá úloha v zásobovaní energiou cvičenia, ktorých trvanie je od 30 sekúnd do 150 sekúnd. Patria sem beh na stredné trate, plávanie na 100-200 m, cyklistické preteky, dlhodobé zrýchlenie.
oxidácia kyslíka.
Na úplnú aktiváciu kyslíkovej oxidácie glukózy je potrebný dlhší čas. Rýchlosť oxidácie sa stáva maximálnou až po 1,5-2 minútach svalovej práce, tento efekt je všeobecne známy ako "druhý vietor".
Rozklad glukózy v prítomnosti kyslíka prebieha komplexným spôsobom. Ide o viacstupňový proces vrátane Krebsovho cyklu a mnohých ďalších transformácií, ale celkový výsledok možno vyjadriť takto:
C6H12O6 (glukóza) + 6O2 + 38ADP + 38H3PO4 = 6CO2 + 44H2О + 38ATP
Tie. rozklad glukózy pozdĺž kyslíkovej (aeróbnej) dráhy má za následok 38 molekúl ATP z každej molekuly glukózy. To znamená, že oxidácia kyslíkom je energeticky 19-krát účinnejšia ako glykolýza bez kyslíka. Za všetko si ale musíte zaplatiť – v tomto prípade je cenou za väčšiu efektivitu dĺžka procesu. Získanie molekúl ATP počas oxidácie kyslíka je možné len v mitochondriách a tam ATP nie je dostupný pre ATPázy, ktoré sú v intracelulárnej tekutine – vnútorná mitochondriálna membrána je nepriepustná pre nabité nukleotidy. Preto je ATP z mitochondrií dopravovaný do extracelulárnej tekutiny pomerne komplikovaným spôsobom pomocou rôznych enzýmov, čo vo všeobecnosti výrazne spomaľuje proces získavania energie.
Pre úplnosť ešte spomeniem posledný výlet resyntéza ATP - myokinázová reakcia. V prípade výraznej únavy, keď sú už vyčerpané možnosti iných spôsobov získavania a vo svaloch sa nahromadilo veľa ADP, je možné z 2 molekúl ADP pomocou enzýmu myokinázy získať 1 molekulu ATP:
ADP + ADP = ATP + AMP.
Túto reakciu však možno považovať za „núdzový“ mechanizmus, ktorý nie je veľmi účinný, a preto sa k nemu telo uchyľuje veľmi zriedkavo a len ako posledná možnosť.
Existuje teda niekoľko spôsobov, ako získať molekuly ATP. Ďalej ATP pomocou katiónov vápnika a ATPázy „nabíja“ myozín energiou, ktorá sa používa na spájkovanie s aktínom a na posunutie aktínového vlákna o jeden „krok“.
A je tu jedna dôležitá vlastnosť.
Myozín môže mať rôznu (vyššiu alebo nižšiu) aktivitu ATPázy, preto sa vo všeobecnosti rozlišujú rôzne typy myozínu - rýchly myozín sa vyznačuje vysokou aktivitou ATPázy, pomalý myozín je charakteristický nižšou aktivitou ATPázy.
V skutočnosti je teda rýchlosť kontrakcie svalového vlákna určená typom myozínu. Vlákna s vysokou aktivitou ATPázy sa nazývajú rýchle vlákna, vlákna vyznačujúce sa nízkou aktivitou ATPázy sa nazývajú pomalé vlákna.
Rýchle vlákna vyžadujú vysokú rýchlosť reprodukcie ATP, ktorú môže zabezpečiť iba glykolýza, pretože na rozdiel od oxidácie si nevyžaduje čas na dodanie kyslíka do mitochondrií a dodanie energie z nich do vnútrobunkovej tekutiny.
Preto rýchle vlákna (nazývajú sa aj biele vlákna) uprednostňujú glykolytickú dráhu reprodukcie ATP. vzadu vysoká rýchlosť Na získanie energie sa biele vlákna vyplácajú rýchlou únavou, pretože glykolýza vedie k tvorbe kyseliny mliečnej, ktorej hromadenie spôsobuje svalovú únavu a v konečnom dôsledku zastavuje svoju prácu.
Pomalé vlákna nevyžadujú také rýchle dopĺňanie zásob ATP a na uspokojenie svojich energetických potrieb využívajú oxidačnú dráhu. Pomalé vlákna sa tiež nazývajú červené vlákna. Tieto vlákna sú obklopené množstvom kapilár, ktoré sú potrebné na dodávanie veľkého množstva kyslíka krvou. Energetická červená vláknina sa získava oxidáciou sacharidov a mastných kyselín v mitochondriách. Pomalé vlákna sú málo unavujúce a sú schopné udržať relatívne malé, ale dlhodobé napätie.
Stručne sme sa teda zoznámili s prístrojom a energetickým zásobovaním svalov, no ostáva nám zistiť, čo sa so svalmi deje počas tréningu.
Mikroskopické štúdie ukazujú, že v dôsledku tréningu viacerých svalových vlákien je narušené usporiadané usporiadanie myofibríl, pozoruje sa rozpad mitochondrií a stúpa hladina leukocytov v krvi, ako pri zraneniach alebo infekčných zápaloch (Morozov V.I., Shterling M.D. a kol.).
Deštrukcia vnútornej štruktúry svalového vlákna počas tréningu (t.j. mikrotrauma) vedie k objaveniu sa fragmentov molekúl bielkovín vo vlákne. Imunitný systém vníma proteínové fragmenty ako cudzí proteín, okamžite sa aktivuje a snaží sa ich zničiť.
Takže na tréningu si ničíme svoje svalové vlákna a spotrebovať ATP.
Ale ideme do telocvičňa vobec nie preto, aby si vynadal energiu a dostal mikrotraumu. Kráčame, aby sme budovali svaly a stali sa silnejšími.
To je možné len vďaka takému fenoménu, akým je superkompenzácia (super zotavenie). Superkompenzácia sa prejavuje v tom, že v prísne definované chvíľa odpočinku po tréningu, úroveň energie a plastových látok presahuje počiatočnú konečnú úroveň.
Zákon superkompenzácie platí pre všetky biologické zlúčeniny a štruktúry, ktoré sa do určitej miery spotrebúvajú pri svalovej aktivite. Patria sem: kreatínfosfát, štrukturálne a enzymatické proteíny, fosfolipidy, bunkové organely (mitochondrie, lyzozómy).
Vo všeobecnosti sa jav superkompenzácie môže prejaviť v grafe (obr. 3).
Obr.3. Superkompenzácia. a) - zničenie/výdavok počas tréningu, b) - obnovenie, c) - nadmerné zotavenie, d) - návrat na pôvodnú úroveň.
Ako je zrejmé z grafu, fáza superkompenzácie trvá dostatočne dlho krátky čas. Postupne sa hladina energetických látok dostáva do normálu a tréningový efekt mizne.
Navyše, ak ďalší tréning pred nástupom superkompenzačnej fázy (obr. 4, a), to povedie len k vyčerpaniu a pretrénovaniu.
Ak sa ďalší tréning uskutoční po superkompenzačnej fáze (obr. 4, b), tak stopy predchádzajúcej práce budú už zahladené a tréning neprinesie očakávaný výsledok – zvýšenie svalová hmota a silu.
Na dosiahnutie výrazného účinku je potrebné vykonávať tréning striktne vo fáze superkompenzácie (obr. 4, c).
Ryža. 4. Efekt tréningu (momenty tréningu sú zvýraznené čiernou farbou). a) tiež časté tréningy, vyčerpanie a pretrénovanie, b) - príliš zriedkavý tréning, bez výrazného efektu, c) - správne cvičenie v čase superkompenzácie nárast sily a svalovej hmoty.
Takže z vyššie uvedeného je jasné, že tréning by sa mal vykonávať v superkompenzačnej fáze.
Tu však narážame na jeden zložitý problém.
Faktom je, že zlúčeniny a štruktúry, ktoré sú spotrebované alebo zničené počas tréningu, majú rôzne časy zotavenia a dosahujú superkompenzáciu!
Fáza superkompenzácie kreatínfosfátu sa dosiahne po niekoľkých minútach odpočinku po cvičení.
Fáza superkompenzácie obsahu glykogénu vo svaloch nastáva 2-3 dni po tréningu a v tomto čase už hladina kreatínfosfátu vstúpi do fázy stratenej superkompenzácie.
Ale obnoviť proteínové štruktúry buniek zničených počas tréningu môže trvať ešte dlhší čas (až 7-12 dní), počas ktorých sa hladina glykogénu vo svaloch už vráti na pôvodnú úroveň.
Preto je potrebné v prvom rade rozhodnúť, ktorý z týchto parametrov je z hľadiska budovania sily a svalovej hmoty najdôležitejší a ktorý z nich možno zanedbať.
Je zrejmé, že prvým parametrom, na ktorý sa musíte počas tréningu zamerať, je hladina kreatínfosfátu – veď práve ony poskytujú silová práca svaly.
Podobné informácie.
Skôr ako popíšeme systém MOVEOUT, chcem, aby ste vo všeobecnosti pochopili, aké procesy prebiehajú vo svaloch počas práce. Nebudem zachádzať do najmenších detailov, aby som nezranil vašu psychiku, preto poviem to najdôležitejšie. Nuž, možno mnohí nepochopia túto časť, ale radím vám, aby ste si ju dobre naštudovali, pretože vďaka nej pochopíte, ako fungujú naše svaly, čiže pochopíte, ako ich správne cvičiť.
Takže hlavná vec, ktorá je potrebná pre prácu našich svalov, sú molekuly ATP, pomocou ktorých svaly dostávajú energiu. Zo štiepenia ATP vzniká molekula ADP + energia. To je akurát dostatok zásob ATP v našich svaloch len na 2 sekundy práce a potom prichádza resyntéza ATP z molekúl ADP. V skutočnosti výkon a funkčnosť závisia od typov procesov resyntézy ATP.
Takže existujú také procesy. Zvyčajne sa spájajú jeden po druhom.
1. Anaeróbny kreatínfosfát
Hlavnou výhodou kreatínfosfátovej dráhy pre tvorbu ATP je
- krátky čas nasadenia,
- veľká sila.
Kreatínfosfátová dráha súvisiaci s hmotou kreatínfosfát. Kreatínfosfát sa skladá z kreatínu. Kreatínfosfát má veľkú zásobu energie a vysokú afinitu k ADP. Preto ľahko interaguje s molekulami ADP, ktoré sa objavujú vo svalových bunkách počas fyzickej práce v dôsledku reakcie hydrolýzy ATP. Počas tejto reakcie sa zvyšok kyseliny fosforečnej prenesie s energetickou rezervou z kreatínfosfátu do molekuly ADP za vzniku kreatínu a ATP.
Kreatínfosfát + ADP → Kreatín + ATP.
Táto reakcia je katalyzovaná enzýmom kreatínkináza. Táto dráha resyntézy ATP sa niekedy nazýva kreatikináza, niekedy fosfát alebo alaktát.
Kreatínfosfát je krehká látka. Tvorba kreatínu z neho prebieha bez účasti enzýmov. Kreatín telo nevyužíva a vylučuje sa močom. Kreatínfosfát sa syntetizuje počas pokoja z prebytku ATP. O svalová práca mierne energetické rezervy kreatínfosfátu môžu byť čiastočne obnovené. Zásoby ATP a kreatínfosfátu vo svaloch sú tiež tzv fosfagény.
Fosfátový systém sa vyznačuje veľmi rýchlou resyntézou ATP z ADP, ktorá je však účinná len veľmi krátky čas. Pri maximálnom zaťažení sa fosfátový systém vyčerpá do 10 s. Najprv sa ATP spotrebuje do 2 s a potom do 6-8 s - CF.
Fosfátový systém sa nazýva anaeróbny, pretože kyslík sa nezúčastňuje na resyntéze ATP, a alaktát, pretože sa netvorí kyselina mliečna.
Táto reakcia je hlavným zdrojom energie pre maximálne silové cvičenia: šprint, hádzanie výskokov, zdvíhanie činky. Túto reakciu je možné počas vykonávania zapnúť opakovane cvičenie, čo umožňuje rýchlo zvýšiť výkon vykonávanej práce.
2. Anaeróbna glykolýza
S narastajúcou intenzitou záťaže prichádza obdobie, kedy svalovú prácu už nedokáže podporovať len anaeróbny systém pre nedostatok kyslíka. Od tohto momentu sa na energetickom zásobovaní fyzickej práce podieľa laktátový mechanizmus resyntézy ATP, ktorého vedľajším produktom je kyselina mliečna. Pri nedostatku kyslíka sa kyselina mliečna vznikajúca v prvej fáze anaeróbnej reakcie v druhej fáze úplne nezneutralizuje, čo má za následok jej hromadenie v pracujúcich svaloch, čo vedie k acidóze, čiže prekysleniu svalov.
Glylytická dráha pre resyntézu ATP, rovnako ako kreatínfosfát anaeróbne. Zdrojom energie potrebnej na resyntézu ATP je v tomto prípade svalový glykogén. Pri anaeróbnom odbúravaní glykogénu z jeho molekuly pôsobením enzýmu fosforylázy sa striedavo odštiepujú terminálne glukózové zvyšky vo forme glukóza-1-fosfátu. Ďalej sa molekuly glukóza-1-fosfátu po sérii postupných reakcií premenia na kyselina mliečna. Tento proces sa nazýva glykolýza. V dôsledku glykolýzy vznikajú medziprodukty obsahujúce fosfátové skupiny spojené makroergickými väzbami. Táto väzba sa ľahko prenáša na ADP za vzniku ATP. V pokoji prebiehajú glykolýzne reakcie pomaly, ale počas svalovej práce sa môže jeho rýchlosť zvýšiť 2000-krát, a to už v stave pred štartom.
Čas nasadenia 20-30 sekúnd .
Prevádzková doba s maximálnym výkonom - 2-3 minúty.
Glylytický spôsob tvorby ATP je niekoľko výhod pred aeróbnou cestou:
- rýchlejšie dosiahne maximálny výkon,
- má vyšší maximálny výkon,
- nevyžaduje účasť mitochondrií a kyslíka.
Táto cesta má však svoje nedostatky:
- proces nie je ekonomický
- hromadenie kyseliny mliečnej vo svaloch výrazne narúša ich normálne fungovanie a prispieva k svalovej únave.
1. Aeróbna cesta resyntézy
Aeróbna dráha pre resyntézu ATP sa tiež nazýva tkanivové dýchanie - ide o hlavný spôsob tvorby ATP, ktorý prebieha v mitochondriách svalových buniek. Počas tkanivového dýchania sa oxidovanej látke odoberú dva atómy vodíka a cez dýchací reťazec sa prenesú do molekulárneho kyslíka dodávaného do svalov krvou, výsledkom čoho je voda. Vďaka energii uvoľnenej pri tvorbe vody sa molekuly ATP syntetizujú z ADP a kyseliny fosforečnej. Zvyčajne sa na každú vytvorenú molekulu vody syntetizujú tri molekuly ATP.
Kyslíkový alebo aeróbny systém je pre vytrvalostných športovcov najdôležitejší, pretože dokáže podporovať fyzická práca Počas dlhej doby. Kyslíkový systém dodáva telu, a najmä svalovej činnosti, energiu prostredníctvom chemickej interakcie živín (hlavne sacharidov a tukov) s kyslíkom. Živiny vstupujú do tela s potravou a ukladajú sa do jeho zásob na ďalšie využitie podľa potreby. Sacharidy (cukor a škroby) sa ukladajú v pečeni a svaloch ako glykogén. Zásoby glykogénu sa môžu značne líšiť, ale vo väčšine prípadov stačia na minimálne 60-90 minút práce v submaximálnej intenzite. Zásoby tukov v tele sú zároveň prakticky nevyčerpateľné.
Sacharidy sú v porovnaní s tukmi efektívnejším „palivom“, keďže pri rovnakej spotrebe energie si ich oxidácia vyžaduje o 12 % menej kyslíka. Preto v podmienkach nedostatku kyslíka počas fyzickej námahy dochádza k tvorbe energie predovšetkým v dôsledku oxidácie sacharidov.
Keďže sacharidy sú obmedzené, je obmedzené aj ich využitie vo vytrvalostných športoch. Po vyčerpaní zásob uhľohydrátov sa na energetické zásobovanie práce pripájajú tuky, ktorých zásoby umožňujú vykonávať veľmi dlhú prácu. Príspevok tukov a sacharidov k energetickému zásobovaniu záťaže závisí od intenzity cvičenia a kondície športovca. Čím vyššia je intenzita záťaže, tým väčší je príspevok sacharidov k tvorbe energie. Ale v rovnakej intenzite cvičenie aerobiku trénovaný športovec použije viac tuku a menej sacharidov v porovnaní s netrénovaným človekom.
Trénovaný človek teda využije energiu hospodárnejšie, keďže zásoby sacharidov v tele nie sú neobmedzené.
Výkon kyslíkového systému závisí od množstva kyslíka, ktoré je ľudské telo schopné absorbovať. Čím väčšia je spotreba kyslíka pri dlhodobej práci, tým vyššia je aeróbna kapacita. Pod vplyvom tréningu sa aeróbna kapacita človeka môže zvýšiť o 50%.
Čas nasadenia je 3-4 minúty, ale u dobre trénovaných športovcov to môže byť 1 minúta. Je to spôsobené tým, že dodávka kyslíka do mitochondrií si vyžaduje reštrukturalizáciu takmer všetkých systémov tela.
Prevádzková doba pri maximálnom výkone sú desiatky minút. To umožňuje použiť daný spôsob pri dlhšej svalovej práci.
V porovnaní s inými procesmi resyntézy ATP vo svalových bunkách má aeróbna dráha niekoľko výhod:
- Ziskovosť: Z jednej molekuly glykogénu vzniká 39 molekúl ATP, pri anaeróbnej glykolýze len 3 molekuly.
- Všestrannosť ako počiatočné substráty tu sú rôzne látky: sacharidy, mastné kyseliny, ketolátky, aminokyseliny.
- Veľmi dlhá doba chodu. V pokoji môže byť rýchlosť aeróbnej resyntézy ATP nízka, ale počas fyzickej námahy môže byť maximálna.
Existujú však aj nevýhody.
- Povinná spotreba kyslíka, ktorá je obmedzená rýchlosťou dodávania kyslíka do svalov a rýchlosťou prenikania kyslíka cez mitochondriálnu membránu.
- Skvelý čas nasadenia.
- Malý maximálny výkon.
Preto svalová aktivita, charakteristické pre väčšinu športov, nie je možné plne získať týmto spôsobom resyntézy ATP.
Poznámka. Táto kapitola je napísaná na základe učebnice "ZÁKLADY ŠPORTOVEJ BIOCHÉMIE"
História kreatínu
Kreatín objavil v roku 1832 francúzsky vedec Chevrel, ktorý objavil dovtedy neznámu zložku kostrového svalstva, neskôr nazval kreatín, z gréckeho kreas, čo v preklade znamená „mäso“.
Po Chevrelovom objave kreatínu v roku 1835 Lieberg, ďalší vedec, potvrdil, že kreatín je bežnou súčasťou svalov cicavcov. Približne v rovnakom čase vedci Heinz a Pettenkofer objavili v moči látku nazývanú „kreatinín“. Navrhli, že kreatinín sa tvorí z kreatínu nahromadeného vo svaloch. Už na začiatku 20. storočia vedci uskutočnili množstvo štúdií kreatínu ako výživového doplnku. Zistilo sa, že nie všetok kreatín užívaný perorálne sa vylučuje močom. To naznačuje, že časť kreatínu zostáva v tele.
Výskumníci Folin a Denis v rokoch 1912 a 1914 podľa toho sa zistilo, že suplementácia kreatínu v strave zvyšuje obsah kreatínu vo svalových bunkách. V roku 1923 Hahn a Meyer vypočítali celkový obsah kreatínu v tele muža s hmotnosťou 70 kg, ktorý sa ukázal byť približne 140 gramov. Už v roku 1926 bolo experimentálne dokázané, že zavedenie kreatínu do tela stimuluje rast svalovej hmoty, čo spôsobuje zadržiavanie „dusíka“ v tele. V roku 1927 výskumníci Fiske a Sabbarow objavili „fosfokreatín“, čo je chemicky viazaná molekula kreatínu a fosfátu, ktorá sa hromadí v svalové tkanivo. voľné formy kreatín a fosforylovaný fosfokreatín sú uznávané ako kľúčové metabolické medziprodukty v kostrovom svale.
Prvá štúdia, ktorá jednoznačne preukázala účinok kreatínu u ľudí, bola vykonaná koncom 80. rokov v laboratóriu doktora Erika Haltmana vo Švédsku. Štúdia zistila, že konzumácia 20 g kreatín monohydrátu denne počas 4-5 dní zvýšila obsah svalového kreatínu o približne 20%. Výsledky tejto práce však boli publikované až v roku 1992 v časopise Clinical Science, odvtedy sa začína história suplementácie kreatínu v kulturistike.
Myšlienku "nabíjania" a následného udržiavacieho dávkovania vyvinul Dr. Greenhoff na University of Nottingham v rokoch 1993-1994, výsledky štúdií boli publikované v spoluautorstve s Dr. Hultmanom. Dr. Greenhoff a kolegovia robili štúdie svalového tkaniva, aby študovali účinky zaťaženia kreatínom.
V roku 1993 bol publikovaný článok v časopise Scandinavian Journal of Medicine, Science and Sports, ktorý ukazuje, že užívanie kreatínu môže spôsobiť výrazné zvýšenie telesnej hmotnosti a svalovej sily (aj počas jedného týždňa užívania) a že užívanie tohto konkrétneho lieku je základom zlepšovania tréningových výsledkov.vysoká intenzita.
V roku 1994 Anthony Almada s kolegami uskutočnil výskum na Texaskej ženskej univerzite. Hlavným cieľom štúdií bolo preukázať, že nárast telesnej hmotnosti pri užívaní kreatínu je spôsobený nárastom „čistej“ svalovej hmoty (bez účasti tuku) a že užívanie kreatínu vedie k zvýšeniu sily indikátory (testované výsledky v bench presse). Výsledky výskumu boli publikované v časopise Acta Physiologica Scandinavica.
Počnúc rokmi 1993-1995. medzi novinkami športová výživa v kulturistike nie je viac populárny prídavná látka v potravinách než kreatín. V skutočnosti, od tej doby, víťazný pochod kreatínu naprieč krajinami a kontinentmi v najviac rôzne druhyšportu.
Začiatkom 90-tych rokov minulého storočia už boli v Británii dostupné nízkoúčinné kreatínové doplnky a až po roku 1993 bol vyvinutý kvalitný kreatinínový doplnok na zvýšenie sily, dostupný pre masových zákazníkov. Vydala ho spoločnosť Experimental and Applied Sciences (EAS) a predstavila kreatín pod obchodným názvom Phosphagen.
V roku 1998 spoločnosť MuscleTech Research and Development uviedla na trh Cell-Tech, prvý doplnok, ktorý kombinuje kreatín, sacharidy a kyselinu alfa-lipoovú. Kyselina alfa-lipoová ďalej zvýšila hladinu svalového fosfokreatínu a celkového kreatínu. Štúdie v roku 2003 potvrdili účinnosť tejto kombinácie, treba však priznať, že miera účinnosti je pomerne nízka.
Vedci Sci Fit však zašli ďalej a vyvinuli sa v roku 2001 nový druh spracovanie kreatínu - Kre-Alkalyn, "prelomenie kódu kreatínu", ako o tomto vývoji písali vo vedeckých časopisoch vo svete športu a kulturistiky a patentovali tento vynález, pričom dostali patent číslo 6,399,611. O tri roky neskôr bola táto novinka nahradená novou, keďže sa dokázala katastrofálna podradnosť tohto prístupu.
Ďalšia dôležitá udalosť nastala v roku 2004, keď sa svet prvýkrát dozvedel o kreatín etyl esteri (CEE), ktorý okamžite vzrástol na popularite. CEE je teraz široko používaný a vyrábaný mnohými spoločnosťami spolu s kreatín monohydrátom. Ale jeho účinnosť v porovnaní s kreatín monohydrátom nebola preukázaná.
Okrem toho boli v poslednom desaťročí syntetizované trikreatín malát (Tri-Creatine Malate), dikreatín malát, etylester kreatín malátu, kreatín alfa-ketoglutarát a niektoré ďalšie formy kreatínu, ktoré však nedosiahli veľkú distribúciu kvôli nízkej účinnosti. .
Biologická úloha kreatínu
Kreatín je prirodzená látka nachádzajúca sa vo svaloch ľudí a zvierat a je potrebná pre energetický metabolizmus a pohyb. Ľudské telo má asi 100-140 g tejto látky, ktorá pôsobí ako zdroj energie pre svaly. Denná spotreba kreatínu za normálnych podmienok je približne 2 g Kreatín je pre život rovnako dôležitý ako bielkoviny, sacharidy, tuky, vitamíny a minerály. Kreatín si telo dokáže syntetizovať samo z 3 aminokyselín: glycínu, arginínu a metionínu. Tieto aminokyseliny sú stavebnými kameňmi bielkovín.
U ľudí sú enzýmy zapojené do syntézy kreatínu lokalizované v pečeni, pankrease a obličkách. Kreatín môže byť produkovaný v ktoromkoľvek z týchto orgánov a následne transportovaný krvou do svalov. Približne 95 % z celkového množstva kreatínu je uložených v tkanivách kostrového svalstva.
S nárastom fyzická aktivita zvyšuje sa aj spotreba kreatínu, ktorého zásoby je potrebné dopĺňať stravou alebo prirodzenou produkciou tela.
Rozhodujúcim faktorom pre dosiahnutie vysokej výkonnosti v športe je schopnosť tela uvoľniť sa veľké množstvo energie v krátkom čase. Naše telo v zásade neustále dostáva energiu štiepením sacharidov a tukov.
Okamžitým zdrojom energie pre kontrakciu kostrového svalstva je molekula nazývaná ATP (adenozíntrifosfát). Množstvo priamo dostupného ATP je obmedzené a je rozhodujúce pre športový výkon.
Všetky zdroje paliva – sacharidy, tuky a bielkoviny – sa najskôr rôznymi chemickými reakciami premenia na ATP, ktorý sa potom sprístupní ako jediná molekula, ktorú telo využíva na energiu. Keď ATP uvoľňuje energiu na poskytnutie energie svalové kontrakcie fosfátová skupina sa odštiepi a vytvorí sa nová molekula nazývaná ADP (adenozíndifosfát). Táto reakcia je reverzibilná vďaka kreatínfosfátu, látke bohatej na energiu.
Kreatín sa v tele spája s fosfátom a vytvára fosfokreatín, ktorý je určujúcim faktorom pri produkcii energie vo svalovom tkanive.
Účinky kreatínu
Zvýšenie sily
V kulturistike sa pri vysokointenzívnom cvičení potreba ATP v pracujúcich svaloch výrazne zvyšuje – stokrát vyššia ako v pokoji. Vyčerpané zásoby ATP a fosfokreatínu sa musia neustále dopĺňať, aby svalové kontrakcie mohli pokračovať na najvyššej úrovni frekvencie a intenzity. Zvýšením fosfokreatínu užívaním kreatín monohydrátu môžete zvýšiť množstvo ATP a tým zvýšiť svalovú silu.
Kreatín fosfát
Kreatínová kyselina fosforečná (kreatínfosfát, fosfokreatín) - kyselina 2-[metyl-(N "-fosfonokarbimidoyl)amino]octová Bezfarebné kryštály, rozpustné vo vode, ľahko hydrolyzovateľné štiepením fosfamidu N-P spojenia v kyslom prostredí, stabilný v alkalickom.
Laboratórna syntéza - fosforylácia kreatínu POCl 3 v alkalickom prostredí.
Kreatínfosfát je produktom reverzibilnej metabolickej N-fosforylácie kreatínu, ktorý je podobne ako ATP vysokoenergetickou zlúčeninou. Avšak na rozdiel od ATP, ktorý je hydrolyzovaný pyrofosfátom O-P pripojenia kreatín je hydrolyzovaný na N-P fosfamidovej väzbe, čo spôsobuje oveľa väčší energetický efekt reakcie. Takže počas hydrolýzy je zmena voľnej energie pre kreatín ~ -43 kJ / mol, zatiaľ čo počas hydrolýzy ATP na ADP ~ -30 kJ / mol.
Kreatínfosfát sa nachádza hlavne v excitabilných tkanivách (svalové a nervové tkanivo) a jeho biologickou funkciou je udržiavať konštantnú koncentráciu ATP vďaka reverzibilnej refosforylačnej reakcii:
kreatínfosfát + ADP ⇔ kreatín + ATPTáto reakcia je katalyzovaná cytoplazmatickými a mitochondriálnymi enzýmami kreatínkinázy; keď sa spotrebuje ATP (a v dôsledku toho sa koncentrácia zníži), napríklad keď sa bunky svalového tkaniva stiahnu, reakčná rovnováha sa posunie doprava, čo vedie k obnoveniu normálnej koncentrácie ATP.
Koncentrácia kreatínfosfátu v kľudovom svalovom tkanive je 3-8 krát vyššia ako koncentrácia ATP, čo umožňuje kompenzovať spotrebu ATP počas krátkych období. svalová aktivita, v období pokoja, v neprítomnosti svalovej aktivity, dochádza v tkanive ku glykolýze a oxidatívnej fosforylácii ADP na ATP, v dôsledku čoho sa rovnováha reakcie posúva doľava a obnovuje sa koncentrácia kreatínfosfátu.
V tkanivách kreatínfosfát podlieha spontánnej neenzymatickej hydrolýze s cyklizáciou na kreatinín vylučovaný močom, úroveň vylučovania kreatinínu závisí od stavu organizmu, mení sa za patologických podmienok a je diagnostickým znakom.
Kreatínfosfát je jedným z fosfagénov – N-fosforylovaných derivátov guanidínu, ktoré sú zásobárňou energie, ktorá zabezpečuje rýchlu syntézu ATP. Takže u mnohých bezstavovcov (napríklad hmyzu) hrá kyselina arginín fosforečná úlohu fosfagénu a u niektorých annelidov N-fosfolombricín.
pozri tiež
S kontrakciou buniek svalového tkaniva sa rovnováha reakcie posúva doprava, čo vedie k obnoveniu normálnej koncentrácie ATP.
V tkanivách kreatínfosfát podlieha spontánnej neenzymatickej hydrolýze s cyklizáciou na kreatinín, ...
Literatúra
- Kreatín fosforečná kyselina (vzorec). Veľká sovietska encyklopédia
Nadácia Wikimedia. 2010.
Synonymá:Pozrite sa, čo je „kreatínfosfát“ v iných slovníkoch:
Kreatín fosfát... Slovník pravopisu
Exist., počet synoným: 1 neotón (5) ASIS synonymický slovník. V.N. Trishin. 2013... Slovník synonym
- (syn.: kreatín fosforečná kyselina, fosfokreatín) vysokoenergetický fosforový derivát kreatínu, schopný vstúpiť do výmennej reakcie prenosu zvyšku kyseliny fosforečnej s ADP; podieľa sa na energetickom metabolizme... Veľký lekársky slovník
