5.2.7 Исследование энергетических возможностей организма

Механизмы энергообеспечения организма условно делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные механизмы осуществляются с участием кислорода, а анаэробные протекают без его участия.

В условиях оперативного покоя ре­синтез АТФ (adenosine triphosphate - аденозина трифосфат) в тканях происходит преиму­щественно аэробно, а при напряженной мышечной деятельности усиливаются анаэробные механизмы ресинтеза АТФ, так как доставка кислорода к мышцам затруднена. В скелетных мышцах че­ловека выявлены один аэробный и три вида анаэробного механизма ресинтеза АТФ.

Аэробный механизм ресинтеза АТФ включает в основном реакции окислитель­ного фосфорилирования, протекающие в митохондриях.

В них аэробному окислению подвергаются глюко­за, жирные кислоты, частично аминокис­лоты, а также промежуточные метаболи­ты гликолиза (молочная кислота) и окис­ления жирных кислот (кетоновые тела).

В общем виде этот механизм энергообеспечения можно представить в виде формулы:

С₆Н₁₂О₆ (или глюкоген, или жирные кислоты) +6О₂ ^{окисление} 6СО₂+6Н₂О+ 686 ккал

(на 1 грамм-молекулу)

К анаэробным механизмам относятся:

- креатинфосфокиназный (фосфогенный или алактатный), обеспечивающий ресинтез АТФ за счет перефосфорилирования между креатинфосфатом и АДФ:

А ТФ АДФ+Ф+Ф+52 ккал

(Ф – фосфатная группа)

К Ф+АДФ ^{Креатинкиназа} Креатин+АТФ

- гликолитический (лактатный), обес­печивающий ресинтез АТФ в процессе ферментативного анаэробного расщепле­ния гликогена мышц или глюкозы кро­ви; он заканчивается образованием мо­лочной кислоты, поэтому и называется лактатным:

Г ликоген или глюкоза+Ф+АДФ Молочная кислота + АТФ

Аэробный механизм имеет почти в 3 раза меньшую максимальную мощность по сравнению с анаэробным, но поддерживает ее в течение длительно­го времени, а также практически неисчер­паемую емкость благодаря большим запа­сам энергетических субстратов в виде уг­леводов, жиров и частично белков. Так, за счет запасов жиров организм может не­прерывно работать в течение 7-10 дней, в то время как запасы энергетических суб­стратов анаэробных механизмов энерго­образования менее значительные.

Креатинфосфокиназный (алактатный) и гликолитический (лактатный) механизмы, т. е. анаэробные механизмы, имеют большую мак­симальную мощность и эффективность образования АТФ, но не­большую емкость (короткое время удержания максимальной мощности) из-за малых запасов энергетических субстратов. Они являются ос­новными в энергообеспечении кратковре­менных упражнений высокой интенсив­ности, а аэробные - при длительной рабо­те умеренной интенсивности. Как аэробные, так и анаэробные механизмы энергообеспечения характеризуются по мощности, емкости и эффективности. Показатели критериев биоэнергетических аэробной и анаэробных систем приведены в таблице 12.

Таблица 12

Показатели критериев биоэнергетических (аэробной и анаэробных) систем

(Волков Н.И. с соавт., 2000)

	Показатели биоэнергетических систем
Критерии	аэробные	гликолитические	алактатные
		анаэробные	анаэробные
Мощность	Максимальное потребление 02, критическая мощность за счет аэробного энергообеспечения	Макс. прирост молочной кислоты в крови, максимальное «избыточное» выделение С02,	Скорость распада КрФ, максимальная анаэробная мощность
Емкость	Время удержания (tуд) максимального потребления О2, максимальный О2-приход	Макс. накопление молочной кислоты, общий 02-долг, наибольший сдвиг рН крови	Размеры алактатного О2-долга, максимальный расход КрФ, накопление креатина
Эффективность	Кислородный эквивалент работы, ПАНО и др.	Молочнокислый экви- валент работы, работы, ∆рН/∆W	Скорость оплаты алактатного О2-долга,

Исследование механизмов энергообеспечения осуществляют в лабораторных и «полевых» условиях, прямыми и непрямыми методами.