Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Биохимические основы функционирования



Лактацидного пути ресинтеза аденозинтрифосфата

В анаэробном гликолизе в качестве источника энергии используется глюкоза, которая образуется в форме глюкозо-6-фосфата при распаде гликогена мышц, а также поступает из крови. Анаэробный гликолиз включает 11 последовательных реакций (схема 12) с выходом энергии в виде двух молекул АТФ

АТФ АДФ

 

Глюкоза Глюкозо-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат

1 2

 

АТФ АДФ ДАФ 2НАД+ 2НАДН•Н+

4 5

Фркутозо-1,6-дифосфат ГАФ (2)

3 4 6

 

2АДФ 2АТФ

2H3PO4

1.3-дифосфоглицерат (2) 3-фосфоглицерат (2)

7 8

 

Н2О (2) 2АДФ 2АТФ

2-фосфоглицерат (2) Фосфоенолпируват (2)

8 9

 

2НАДН•Н+ 2НАД+

 

Пируват (2) Лактат (2)

10 11

Схема 12. Последовательность реакций гликолиза

(в случае глюкозо-6-фосфата - трех) и образование в качестве конечного продукта молочной кислоты (лактата). Гликолиз можно рассматривать как внутренний окислительно-восстановительный процесс, в котором образование двух молекул НАДН·Н+ на стадии дегидрирования глицеральдегид-3-фосфата, а акцептируется водород двумя молекулами пирувата с образованием лактата. Следует отметить, что 11-я реакция, катализируемая лактатдегидрогеназой (ЛДГ) является характерной именно для анаэробного гликолиза, поскольку в аэробных процессах, образующийся в ходе 10-й реакции пируват диффундирует в митохондрии, где подвергается окислительному декарбоксилированию.

Таким образом, активность гликолиза в скелетных мышцах достаточно велика, а изофермент ЛДГ5 является специфичным для мышечной ткани. Лактат, далее ни в какие химические превращения не вступает и может превращаться только в пируват в обратной лактатдегидрогеназной реакции. Накопление лактата приводит к сдвигу рН в кислую сторону и ингибированию гликолиза, что приводит к дефициту энергии и ограничению мышечной работоспособности.

Содержание лактата в процессе выполнения дозированной физической нагрузки и восстановительного периода является одним из ключевых показателей оценки степени тренированности. Схема реакций гликолиза представлена ниже:

Суммарное уравнение гликолиза выглядит следующим образом:

Глюкоза + 2 Н3РО4 + 2 АДФ 2 Лактат + 2 АТФ + Н2О

Содержание молочной кислоты не только характеризует степень участия анаэробных процессов, но и ограничивает работоспособность. Вместе с тем, быстрота получения энергии делает анаэробный механизм особенно актуальным для спортсменов скоростно–силовых видов спорта. Однако, степень тренированности характеризуют не только образование, но и быстрота утилизации лактата в восстановительный период. Существуют 4 основных пути устранения молочной кислоты:

1) окисление до углекислого газа и воды (так устраняется 70% лактата, но этот процесс требует поступления достаточного количества кислорода);

2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени);

3) превращение в белки;

4) удаление с мочой и потом.

Таблица 5

Термодинамическая характеристика стадий гликолиза

  Реакция ∆G°', ккал/моль
Глюкоза + АТФ → глюкозо-6-фосфат + AДФ + Н+ –4.0
Глюкозо-6-фосфат → фруктозо-6-фосфат +0.4
Фруктозо-6-фосфат + АТФ → фруктозо-1,6-дифосфат + AДФ + Н+ –3.4
Фруктозо-1,6-дифосфат → глицеральдегид-3-фосфат (ГАФ) + Дигидроксиацетонфосфат (ДАФ) +5.7
Дигидроксиацетонфосфат → Глицеральдегид-3-фосфат -
Глицеральдегид-3-фосфат + НАД+ + Фн → 1,3-дифосфоглицерат + НАДН + Н+ +1.5
1,3- Дифосфоглицерат + AДФ → 3-фосфоглицерат + АТФ –4.5
3-Фосфоглицерат → 2-фосфоглицерат +1.1
2-Фосфоглицерат → фосфоенолпируват +0.4
Фосфоенолпируват + AДФ + Н+ → пируват + АТФ –7.5

 

Хотя окисление молочной кислоты может происходить в разных органах и тканях, наибольшая часть её окисляется в скелетных мышцах, особенно в их медленных волокнах. Таким образом, содержание лактата может зависеть, как от объема мышечной ткани, так и уровня тренированности и спортивной специализации. После выполнения одинаковой по объему физической нагрузки концентрация лактата у спортсменов ниже, чем у неспортсменов. Несколько факторов определяет это снижение.

1. У выносливых спортсменов повышен аэробный потенциал скелетных мышц, благодаря чему мышцы у них продуцируют меньше молочной кислоты, чем у нетренированных людей, т.к. в большей степени используют аэробный путь энергообеспечения.

2. У спортсменов происходит более быстрое врабатывание кислородтранспортной системы. Как известно, при длительных аэробных упражнениях наибольшая концентрация лактата в крови обнаруживается в первые минуты работы, что связано с кислородным дефицитом. По сравнению с нетренированными у выносливых спортсменов повышение концентрации лактата в крови в начале работы значительно меньше.

3. У спортсменов тренирующих выносливость, обнаруживается усиленная утилизация образующейся в мышцах молочной кислоты. Этому способствует повышенный аэробный потенциал всех мышечных волокон и особенно высокий процент медленных мышечных волокон, а также увеличение массы сердца. Медленные мышечные волокна, как и миокард, способны активно использовать молочную кислоту в качестве энергетического субстрата. Кроме того, при одинаковых аэробных нагрузках (равном потреблении кислорода) кровоток через печень у спортсменов выше, чем у нетренированных, что также может способствовать более интенсивной экстракции печенью молочной кислоты из крови и её дальнейшему превращению в глюкозу и гликоген (цикл Кори).


МЫШЦЫ ПЕЧЕНЬ

 

 

Глюкоза Глюкоза

 

 

Пируват Аланин Аланин Пируват

 

 

Лактат Лактат

 

Схема 13. Глюкозо-аланиновый цикл и цикл Кори

 

4. Увеличенный объем циркулирующей крови снижает концентрацию лактата, поступающего из мышц в кровь, за счет большего разведения, чем у неспортсменов.

Эффективность функционирования гликолиза зависит от глюкозо-аланинового цикла и цикла Кори.

Эффективность функционирование гликолиза зависит от глюкозо-аланинового цикла и цикла Кори.

Таким образом, тренировка выносливости не только повышает аэробные возможности (МПК), но и развивает способность выполнять большие длительные аэробные нагрузки без значительного увеличения содержания молочной кислоты в крови. Это один из важнейших механизмов повышения выносливости у спортсменов, специализирующихся в упражнениях относительно большой продолжительности.

Из клеток, в которых происходит гликолиз, образующаяся молочная кислота поступает в кровь и улавливается в основном печенью, где и превращается в пируват. Пируват в печени частично окисляется, частично превращается в глюкозу - цикл Кори, или глюкозо-лактатный цикл. Часть пирувата в мышцах путем трансаминирования превращается в аланин, который транспортируется в печень и здесь снова образует пируват - глюкозо-аланиновый цикл. Из пирувата в печени путем глюконеогенеза образуется глюкоза, которая может вновь транспортироваться кровью в мышцы и там превращаться в молочную кислоту. Исходя из вышесказанного важное значение для энергообеспечения мышечной деятельности имеет глюконеогенез. Данный процесс включается не сразу и в основном отвечает за энергообеспечение достаточно продолжительной мышечной работы.

Следует отметить, особенно у нетренированных лиц, после умеренной продолжительной физической нагрузки некоторое снижение содержания уровня глюкозы в плазме крови. Однако у спортсменов высокой квалификации, тренирующихся на выносливость, отмечалось некоторое увеличение уровня глюкозы в плазме крови, что связано с эффективным использованием ими запасов гликогена и работой цикла Кори. Таким образом, содержание глюкозы в крови сразу после выполнения физической нагрузки и особенно в восстановительном периоде, в какой-то мере характеризует участие углеводного обмена в энергетическом обеспечении мышечной деятельности и восстановительные процессы, что в свою очередь характеризует готовность спортсмена к физическим нагрузкам.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.