Энергетика мышечной работы

Основной двигательный механизм организма - мышцы. В работающей мышце по сравнению с мышцей, находящейся в состоянии покоя, окислительные процессы возрастают е 50 раз и более. Одновременно большая нагрузка падает на систему транспорта продуктов обмена - тканевую жидкость и кровь. Для сохранения химического и физического равновесия к клеткам необходимо доставлять нужное количество питательных веществ и кислорода, а также удалять тепло и конечные продукты обмена веществ - воду, углекислый газ и др. Поэтому при интенсивной нагрузке способность противостоять утомлению во многом зависит от органов, снабжающих мышцы кровью - системы кровообращения и дыхания.

Главным источником энергии при мышечном сокращении являются поступающие в организм с пищей углеводы и жиры.

В самой мышечной клетке превращение энергии обеспечивается аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ) и креатинфосфатом (КФ). Накопление и освобождение энергии происходит путем присоединения или отщепления фосфатных групп. После отщепления фосфорной кислоты от молекулы АТФ с помощью фермента аденозинтрифосфатазы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и освобождается энергия: АТФ ->■ АДФ +НЗР04+8 ккал.

Часть освобожденной энергии трансформируется в мышечное сокращение. Таким образом, мышцы превращают химическую энергию в механическую работу.

Запас АТФ в мышцах небольшой. Для поддержания активности тканей на определенном уровне необходим быстрый ресинтез АТФ (то есть обратный процесс «сборки» молекулы АТФ из АДФ и неорганического фосфата). Последний происходит в процессе рефосфорилирования при соединении АДФ и фосфатов. Наиболее доступным веществом, используемым для ресинтеза АТФ, в первую очередь следует назвать креатин- фосфат, легко передающий свою фосфатную группу на АДФ:

КФ+АДФ Креатин +АТФ

Концентрация КФ в мышцах е 3-4 раза больше по сравнению с АТФ. Умеренное (на 20-40%) снижение содержания АТФ сразу компенсируется за счет КФ, Истощение запасов самого КФ зависит от величины нагрузки.

Процесс гликолиза (буквально - расщепление сахара) более инертен и достигает максимума не ранее чем на 1-2-й минуте работы.

Гликоген и глюкоза расщепляются до пировиноградной кислоты. Этот процесс может проходить в анаэробных условиях. В реакции образуются богатые энергией фосфаты.

Следует отметить, что при полном аэробном окислении глюкозы и гликогена энергии для ресинтеза освобождается намного больше, чем в анаэробном процессе. Так, по сравнению с последним глюкоза в аэробных условиях на одну грамм-молекулу может образовать в 19 раз больше АТФ.