БИОЭНЕРГЕТИКА МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

При освоении темы «Биоэнергетика мышечной деятельности» студент должен знать:

1. Классификацию механизмов образования энергии в организме;

2. Основные критерии процессов энергообразования.

Уметь:

1. Описать аэробные и анаэробные механизмы энергообразования;

2. Обосновать способы повышения эффективности процессов образования энергии в процессе тренировки

Владеть:

1. Основными терминами и понятиями темы (макроэргические вещества, АТФ, АДФ, креатинфосфат, аэробные и анаэробные механизмы, ресинтез АТФ, мощность, емкость, подвижность, эффективность процессов энергообразования)

Непосредственным источником энергии при мышечной работе является АТФ. Энергия, которая образуется в клетке в процессе гидролиза АТФ, используется для обеспечения всех функций организма.

Скелетные мышцы, работающие с максимальной активностью, потребляют в сотни раз больше энергии, чем покоящиеся, причем переход от состояния покоя к состоянию максимальной работы происходит за доли секунды. В связи с этим в мышцах работают несколько механизмов ресинтеза АТФ, а также существуют пути быстрого переключения с одного режима на другой.

В процессе мышечного сокращения химическая энергия преобразуется в механическую работу мышц, а при расслаблении обеспечивает активный транспорт Са²+ в саркоплазматический ретикулум. Большое количество АТФ в мышцах расходуется на работу фермента Na-K-АТФазы, которая поддерживает определенную концентрацию натрия и калия в мышце, создающих электрохимический потенциал на сарколемме.

Содержание АТФ в мышце относительно постоянно – около 5 ммоль/кг сырой массы (0,25-0,4%). Это количество АТФ может обеспечить работу мышц в течение 0,5-1,5с. Дальнейшая мышечная работа осуществляется благодаря ресинтезу (быстрому восстановлению) АТФ из продуктов ее распада и количества энергии, которое выделилось при распаде:

АДФ + Н₃РО₄ +∆Q→AТФ.

Энергетическими источниками для ресинтеза АТФ в скелетных мышцах и других тканях выступают богатые энергией фосфатсодержащие соединения (креатинфосфат, АДФ) или образуются в процессе катаболизма гликогена, жирных кислот, и других веществ. Кроме того, для синтеза АТФ может использоваться энергия протонного градиента на мембране митохондрий, образующегося в результате аэробного окисления веществ.

Существует несколько критериев оценки процессов энергообразования:

1. Мощность – это количество энергии, выделенное за единицу времени (кДж/кг/мин).

2. Метаболическая емкость – время, в течение которого обеспечивается ресинтез АТФ за счет данной реакции.

3. Подвижность – время достижения максимальной активности (скорость, с которой процесс меняет свою интенсивность при изменении характера работы).

4. Эффективность – отношение количества энергии, затраченного на выполнение работы к общему количеству освободившейся энергии (%).