Молочная кислота образуется при распаде глюкозы.В ходе этого процесса клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. При образовании молочной кислоты не используется кислород, поэтому этот процесс часто называют анаэробным метаболизмом. Связанное с лактатом производство АТФ является небольшим, но очень быстрым. Это делает его идеальным для удовлетворения потребности в энергии в любое время, когда интенсивность упражнений превышает 50% от максимума. Молочная кислота -это химическое соединение, получаемое в результате анаэробного гликолиза, тобишь расщепления глюкозы в безкислородных условиях. Цикл ее образования сложен и проходит несколько стадий. Это происходит постоянно, потому что мы всегда что-то делаем: смотрим, сидим, ходим, бегаем, и даже думаем, т. е. тогда, когда затрачивается энергия. А дает нам ее глюкоза, т. е. пища-основной источник энергии в организме. Этого процесса мы не замечаем. Но в определенных условиях, когда в короткий промежуток времени нам нужно осуществить нагрузку свехнормальную и мы к ней непривыкли, то этот процесс набирает обороты и молочной кислоты (лактата) образуется много и появляется боль (ведь организм не привык). И чаще где? Да в мышцах, ведь нагрузка на них в первую очередь. Типичный пример-бег. Если долго не бегать и...включить скорость и рвануть, то ожидайте, мышцы поболят. А спортсмены, занимаются этим постоянно, для них это нормальная нагрузка. Отсюда меры борьбы-все в меру, без рывков, если вы не фанат спорта. А случилось-обезболивающие, спазмалитики, да и без них потихоньку сама молочная кислота выйдет Отв2) . Бег на короткие дистанции и прыжки в длину с разбега. Упражнения, относящиеся к этой группе, -- типичные упражнения максимальной мощности. Им свойственно резкое преобладание анаэробных окислительных процессов над аэробными. Ресинтез АТФ во время работы происходит в первую очередь за счет переэстерификации с креатинфосфатом, а затем за счет гликолиза. [5, 279] Длительность работы столь мала, что при беге на 100 м и прыжках кровь за время от старта до финиша не успевает пройти весь большой круг кровообращения, а при беге на 200 м не успевает пройти его два раза. Следовательно, об обеспечении работающих мышц повышенным количеством кислорода не может быть и речи. Потребность организма в кислороде при беге на 100 м и прыжках удовлетворяется только на 4--6%, а при беге на 200 м -- на 6--8%; следовательно, образуется значительный кислородный долг. Образование молочной кислоты при беге на 100 м хотя и значительно, однако содержание ее в крови повышается уже по окончании бега -- через 30--60 сек. Максимальный уровень ее, достигаемый на 2--3-й мин. после бега, составляет 100--150 мг% или несколько больше. При этом у более тренированных спортсменов в результате увеличения возможностей креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ бег с рекордной скоростью может сопровождаться меньшим увеличением содержания мол Задача № 33 При добавлении АТФ к гомогенату мышечной ткани снизилась скорость гликолиза. Концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата увеличилась, а концентрация всех других метаболитов при этом снизилась. Укажите фермент, активность которого снижается при добавлении АТФ. Для ответа вспомните: 1. Что такое гликолиз? 2. Почему при добавлении АТФ увеличивается концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата? 3. Почему снижается концентрация остальных метаболитов? Ответ к задаче №33 АТФ является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы – ключевого (лимитирующего) фермента гликолиза. Поэтому повышается концентрация метаболитов предшествующих реакций и снижается количество метаболитов последующих реакций. Отв1) Гликолиз — это катаболический путь обмена веществ в цитоплазме; он, по-видимому, протекает почти во всех организмах и клетках независимо от того, живут они в аэробных или анаэробных условиях. Баланс гликолиза простой: в аэробных условиях молекула глюкозы деградирует до двух молекул пирувата. Кроме того, образуются по две молекулы АТФ и НАДН + H+ (аэробный гликолиз). В анаэробных условиях пируват претерпевает дальнейшие превращения, обеспечивая при этом регенерацию НАД+ (см. с. 148). При этом образуются продукты брожения, такие, как лактат или этанол (анаэробный гликолиз). В этих условиях гликолиз является единственным способом получения энергии для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Отв2) Второй реакцией гликолиза является превращение глюкозо-6-фосфата под действием фермента гексозофосфатизомеразы во фруктозо-6-фосфат:
Эта реакция протекает легко в обоих направлениях и не нуждается в присутствии каких-либо кофакторов. В третьей реакции образовавшийся фруктозо-6-фосфат вновь фосфорилируется за счет второй молекулы АТФ. Реакция катализируется ферментом фосфофруктокиназой:
Данная реакция аналогично гексокиназной практически необратима, протекает она в присутствии ионов магния и является наиболее медленно текущей реакцией гликолиза. Фактически эта реакция определяет скорость гликолиза в целом. Фосфофруктокиназа относится к числу аллостерических ферментов. Она ингибируется АТФ и стимулируется АДФ и АМФ. (Активность фосфофруктокиназы ингибируется также цитратом. Показано, что при диабете, голодании и некоторых других состояниях, когда интенсивно используются жиры как источник энергии, в клетках тканей содержание цитрата может возрастать в несколько раз. В этих условиях происходит резкое торможение активности фосфофруктокиназы цитратом.). При значительных величинах отношения АТФ/АДФ (что достигается в процессе окислительного фосфорилирования) активность фосфофруктокиназы угнетается и гликолиз замедляется. Напротив, при снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза повышается. Так, в неработающей мышце активность фосфофруктокиназы низкая, а концентрация АТФ относительно высокая. Во время работы мышцы происходит интенсивное потребление АТФ и активность фосфофруктокиназы повышается, что приводит к усилению процесса гликолиза. Четвертую реакцию гликолиза катализирует фермент альдолаза. Под влиянием этого фермента фруктозо-1,6-дифосфат расщепляется на две фосфотриозы:
Эта реакция обратима. В зависимости от температуры равновесие устанавливается на различном уровне. В целом же при повышении температуры реакция сдвигается в сторону большего образования триозофосфатов (диоксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата). Пятая реакция — реакция изомеризации триозофосфатов. Катализируется эта реакция ферментом триозофосфатизомеразой:
Равновесие данной изомеразной реакции сдвинуто в сторону дигидроксиацетонфосфата: 95% дигидроксиацетонфосфата и около 5% глицеральдегид-3-фосфата. Однако в последующие реакции гликолиза может непосредственно включаться только один из двух образующихся триозофосфатов, а именно глицеральдегид-3-фосфат. Вследствие этого по мере потребления в ходе дальнейших превращений альдегидной формы фосфотриозы дигидроксиацетонфосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат. Образованием глицеральдегид-3-фосфата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия — наиболее сложная и важная часть гликолиза. Она включает окислительно-восстановительную реакцию (гликолитическую оксидоредукцию), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ.
|
