Ресинтез атф в миокиназной реакции

Миокиназная реакция происходит в мышцах при значительном увеличении концентрации АДФ в присутствии фермента аденилаткиназы:

АДФ + АДФ = АТФ + АМФ

Такая ситуация возникает при выраженном мышечном утомле­нии, когда скорость процессов, принимающих участие в ресинтезе АТФ, не уравновешивает скорости расщепления АТФ, т.е. миокиназная реакция это аварийный механизм, обеспечивающий ресинтез АТФ в условиях, когда его невозможно осуществить иными способами.

При усилении миокиназной реакции часть образующейся АМФ может необратимо дезаминироваться. Это не выгодно для организма, поскольку дезаминирование АМФ ведет к уменьшению общих запасов АТФ в мышцах. Увеличение концентрации АМФ в мышцах оказывает активирующее влияние на ферменты гликолиза и этим способст­вует повышению скорости анаэробного ресинтеза АТФ.

Миокиназная реакция, как и креатинфосфокиназная, легко об­ратима и может быть использована для буферирования резких перепадов в скорости образования и использования АТФ. В случае появления в клетке избытков АТФ они быстро устраняются через миокиназную реакцию.

8. Ресинтез атф в процессе гликолиза (гликогенолиза) Динамика накопления молочной кислоты при мышечной работе

Гликолитический источник обеспечивает восстановление АТФ и КрФ за счет анаэробного расщепления углеводов - гликогена и глюкозы. В процессе гликолиза внутримышечные запасы гликогена и глюкоза, поступающая в клетки из крови, расщепляются до молочной кислоты. Образование молочной кислоты - конечного продукта гликолиза - происходит только в анаэробных условиях, но гликолиз может осуществляться и в присутствии кислорода, однако в этом случае он заканчивается на стадии образования пировиноградной кислоты. Гликолиз обеспечивает поддержание заданной мощности упражнения от 30 секунд до 2,5 минут.

Продолжительность периода восстановления АТФ за счет гликолиза ограничивается не запасами гликогена и глюкозы, а концентрацией молочной кислоты и волевыми усилиями спортсмена. Накопление молочной кислоты при анаэробной работе находится в прямой зависимости от мощности и продолжительности упражнения.

Ресинтез атф в процессе гликолиза

Как только в процессе мышечной работы креатинфосфокиназ­ная реакция перестает обеспечивать необходимую скорость восста­новления АТФ, и увеличивается концентрация свободных молекул АДФ, основную роль в ресинтезе АТФ начи­нает играть анаэробный гликолиз. В процессе гликолиза внутри­мышечные запасы гликогена и глюкоза, поступающая в клетки из крови, расщепляются ферментативным путем до молочной кислоты.

Выход ресинтезируемой АТФ составляет (в случае, когда исходным веществом служит глюкоза) 2 моля на 1 моль расщепляемых углеводов или (в случае, когда исходным веществом служит гликоген мышц) 3 моля в пересчете на 1 моль глюкозы.

Максимальная скорость преобразования энергии в процессе гликолиза несколько ниже, чем при протекании креатинфосфокиназной реакции, но в 2-3 раза выше аэробного процесса. Наибольшей скорости гликолиз достигает уже на 30-40-й секунде после начала работы. Однако быстрое исчерпание относительно небольших запасов гли­когена в мышцах и снижение активности ферментов гликолиза под влиянием образующейся молочной кис­лоты и снижения внутриклеточного рН приводят к падению ско­рости гликолиза Ко 2-й минуте работы роль основного поставщика энергии при­нимает на себя аэробный процесс, осуществляющийся в митохондриях клеток.

Рис. Изменение скорости энергопоставляющих процессов в работающих мышцах в зависимости от продолжительности упражнения.

Количество энергии, выделяющееся в процессе гликолиза обеспечивает поддержание заданной мощности упражнения в интервале от 30 с до 2,5 мин. и зависит от внутримышечных запасов углеводов и емкостей буферных систем, ста­билизирующих значение внутриклеточного рН,

Гликолиз отличается относительно невысокой эффективностью - к.п.д. порядка 0,35-0,52. Значительная часть всей выделяемой энергии превращается в тепло в ре­зультате чего температура в работающих мышцах увеличивается до 41-42°С.

Молочная кислота подвергается диссоциации в водной среде, что приводит к увеличению концентрации водородных ионов (Н⁺). Уменьшение значения рН среды активирует работу ферментов дыхательного цикла в митохондриях (аэробного процесса).

Молочная кислота легко диффундирует через клеточные мем­браны по градиенту концентрации в кровь, где вступает во взаимодействие с бикарбонатной буфер­ной системой, что приводит к образованию СО₂. Это служит сигналом для дыхательного центра, в результате чего усиливается легочная вентиляция и поставка кислорода к работающим мышцам.

Гликолиз служит биохимической основой скоростной выносливости и является доминирующим источником энергии в упражнениях, предельная про­должительность которых составляет от 30 до 2,5 мин (бег на сред­ние дистанции, плавание на 100 и 200 м, велосипедные гонки на треке и т. п.); за счет гликолиза совершаются длительные ускорения по ходу упражнения и на финише дистанции.

Рис.Изменения скорости анаэробного и аэробного образования энергии в зависимости от предельного времени упражнения.