- •1.Структура и функции мышечного волокна
- •2. Химический состав мышечной ткани
- •4. Физико-химические свойства и структурная организация сократительных белков (миозин и актин). Тропомиозин и тропонин.
- •5. Биохимические процессы, происходящие в мышце при сокращении и расслаблении
- •6. Энергетика мышечного сокращения, Источники энергии при мышечной работе
- •7. Пути ресинтеза атф(креатинфосфокиназная и миокиназная реакции)
- •Ресинтез атф в миокиназной реакции
- •8. Ресинтез атф в процессе гликолиза (гликогенолиза) Динамика накопления молочной кислоты при мышечной работе
- •Ресинтез атф в процессе гликолиза
- •9. Ресинтез атф в аэробном процессе
- •10. Кислородное потребление при работе. Кислородный долг.
- •11.Биохимическая хар-ка мышечной деятельности различной мощности (зона максимальной и субмаксимальной мощности)
- •12.Биохимическая хар-ка мышечной деятельности различной мощности (зона большой и умеренной мощности)
- •13. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности в зависимости от её характера и длительности
- •14. Биохимические изменения в организме при утомлении
- •15.Биохимические изменения в организме в период отдыха. Явление суперкомпенсации
- •18.Биохимическая характеристика тренированного организма
- •19. Специфичность биохимической адаптации к мышечной деятельности
- •20.Биохимические основы качества силы и пути его развития
- •21 Биохимические основы быстроты (скорости) как качества двигательной деятельности
- •22.Биохимические основы качества выносливости к длительным нагрузкам и пути его развития
- •23.Последовательность биохимических изменений в организме в процессе тренировки и растренировки
- •24.Биохимические особенности растущего организма. Биохимическое обоснование занятий физической культурой в детском и юношеском возрасте.
- •25.Биохимические особенности стареющего организма. Биохимическое обоснование занятий физической культурой в пожилом возрасте.
- •26. Биохимические изменения в организме при занятиях легкой атлетикой (бег на короткие дистанции, прыжки в длину с разбега и бег на средние дистанции)
- •27. Биохимические изменения в организме при занятиях легкой атлетикой (бег на длинные дистанции, спортивная ходьба и бег на сверхдлинные дистанции)
- •28. Биохимические изменения в организме при занятиях лыжным спортом
- •29 Биохимические изменения в организме при занятиях конькобежным спортом
- •38.Биологические основы питания спортсмена Биохимические причины «углеводной ориентации» питания спортсмена. Применение анаболизаторовв целях повышения эффективности тренировки.
9. Ресинтез атф в аэробном процессе
Аэробный путь ресинтеза АТФ - это основной, базовый способ образования АТФ, протекающий в митохондриях мышечных клеток. В ходе тканевого дыхания от окисляемого вещества отнимаются два атома водорода и по дыхательной цепи передаются на молекулярный кислород - 02, доставляемый кровью в мышцы из воздуха, в результате чего возникает вода. За счет энергии, выделяющейся при образовании воды, происходит синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Обычно на каждую образовавшуюся молекулу воды приходится синтез трех молекул АТФ.
В упрощенном виде ресинтез АТФ аэробным путем может быть представлен схемой:
Чаще всего водород отнимается от промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот - цикла Кребса. Цикл Кребса - это завершающий этап катаболизма, в ходе которого происходит окисление ацетилкофермента А до С02 и Н20. В ходе этого процесса от перечисленных выше кислот отнимается 4 пары атомов водорода и поэтому образуется 12 молекул АТФ при окислении одной молекулы ацетилкофермента А.
В свою очередь, ацетил-КоА может образовываться из углеводов, жиров и аминокислот, т.е. через ацетил-КоА в цикл Кребса вовлекаются углеводы, жиры и аминокислоты:
Скорость аэробного пути ресинтеза АТФ контролируется содержанием в мышечных клетках АДФ, который является активатором ферментов тканевого дыхания. В состоянии покоя, когда в клетках почти нет АДФ, тканевое дыхание протекает с очень низкой скоростью. При мышечной работе за счет интенсивного использования АТФ происходит образование и накопление АДФ. Появившийся избыток АДФ ускоряет тканевое дыхание, и оно может достигнуть максимальной интенсивности.
Другим активатором аэробного пути ресинтеза АТФ является С02. Возникающий при физической работе в избытке углекислый газ активирует дыхательный центр мозга, что в итоге приводит к повышению скорости кровообращения и улучшению снабжения мышц кислородом.
Аэробный путь образования АТФ характеризуется следующими критериями.
Максимальная мощность составляет 350-450 кал/мин-кг. По сравнению с анаэробными путями ресинтеза АТФ тканевое дыхание обладает самой низкой величиной максимальной мощности. Это обусловлено тем, что возможности аэробного процесса ограничены доставкой кислорода в митохондрии и их количеством в мышечных клетках. Поэтому за счет аэробного пути ресинтеза АТФ возможно выполнение физических нагрузок только умеренной мощности.
Время развертывания - 3-4 мин. Такое большое время развертывания объясняется тем, что для обеспечения максимальной скорости тканевого дыхания необходима перестройка всех систем организма, участвующих в доставке кислорода в митохондрии мышц.
Время работы с максимальной мощностью составляет десятки минут. Как уже указывалось, источниками энергии для аэробного ресинтеза АТФ являются углеводы, жиры и аминокислоты, распад которых завершается циклом Кребса. Причем для этой цели используются не только внутримышечные запасы данных веществ, но и углеводы, жиры, кетоновые тела и аминокислоты, доставляемые кровью в мышцы во время физической работы. В связи с этим данный путь ресинтеза АТФ функционирует с максимальной мощностью в течение такого продолжительного времени.
Аэробный ресинтез АТФ имеет ряд преимуществ. Он отличается высокой экономичностью: в ходе этого процесса идет глубокий распад окисляемых веществ до конечных продуктов - С02 и Н20 и поэтому выделяется большое количество энергии. Так, например, при аэробном окислении мышечного гликогена образуется 39 молекул АТФ в расчете на каждую отщепляемую от гликогена молекулу глюкозы, в то время как при анаэробном распаде этого углевода синтезируется только 3 молекулы АТФ в расчете на одну молекулу глюкозы. Другим достоинством этого пути ресинтеза является универсальность в использовании субстратов. В ходе аэробного ресинтеза АТФ окисляются все основные органические вещества организма: аминокислоты, углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела и др. Еще одним преимуществом этого способа образования АТФ является очень большая продолжительность его работы: практически он функционирует постоянно в течение всей жизни. В покое скорость аэробного ресинтеза АТФ низкая, при физических нагрузках его мощность может стать максимальной.
Однако аэробный способ образования АТФ имеет и ряд недостатков. Так, действие этого способа связано с обязательным потреблением кислорода, доставка которого в мышцы обеспечивается дыхательной и сердечнососудистой системами. Функциональное состояние кардиореспираторной системы является лимитирующим фактором, ограничивающим продолжительность работы аэробного пути ресинтеза АТф с максимальной мощностью и величину самой максимальной мощности.
Возможности аэробного пути ограничены еще и тем, что все ферменты тканевого дыхания встроены во внутреннюю мембрану митохондрий в форме дыхательных ансамблей и функционируют только ffPH наличии неповрежденной мембраны. Любые факторы, влияющие На состояние и свойства мембран, нарушают образование АТФ аэробным способом. Например, нарушения окислительного фосфорилирования наблюдаются при ацидозе, набухании митохондрий, при развитии в мышечных клетках процессов свободно-радикального окисления липидов, входящих в состав мембран митохондрий.
Еще одним недостатком аэробного образования АТФ можно считать большое время развертывания и небольшую по абсолютной величине максимальную мощность. Поэтому мышечная деятельность, свойственная большинству видов спорта, не может быть полностью обеспечена этим путем ресинтеза АТФ и мышцы вынуждены дополнительно включать анаэробные способы образования АТФ, имеющие более короткое время развертывания и большую максимальную мощность.