Учебно-методический комплекс ферганский филиал узбекского государственного университета физической культуры и спорта

Ресинтез АТФ в креатинфосфокиназной реакции.В мышцах наряду с АТФ содержится другое макроэргическое соединение – креатинфосфат (КрФ), содержание которого около 3 раза больше, чем АТФ. При снижении концентрации АТФ в мышце с помощью специального фермента – креатинкиназы (КФК) осуществяется реакция перефосфолирования КрФ и АДФ:
КК
К рФ + АДФ АТФ + Креатин (Кр)
Максимальная скорость креатинкиназной реакции достигается уже на 2-ой секунде после начала мышечной работы и уже через 30 сек. скорость реакции уменьшается наполовину.
Общие запасы АТФ и КрФ обеспечивает энергией усиленной мышечной работы в течение 10-12 сек. Наибольшая мощность этой реакции достигается около 3,8 кДж/кг веса тела мин. или (900-1100 кал/кг мин.). Эта реакция выполняет роль своеобразного “энергетического буфера”, который обеспечивает постоянство содержания АТФ в мышцах.
Креатинкиназная реакция легко обратимая. Во время выполнения упражнения преобладает прямая реакция (образование КрФ+АДФ).
Эта реакция составляет биохимическую основу локальной мышечной деятельности. Она играет решающую роль в энергетическом обеспечении кратковременных упражнений максимальной мощности, таких как бег на короткие дистанции, прыжки, метания, тяжелоатлетические упражнения, финишного ускорения и т.д.


Ресинтез АТФ в процессе гликолиза.Как только запасы КрФ в мышцах будут исчерпаны примерно на 1/3 (обычно через 5-6 сек. Работы) скорость креатинкиназной реакции начинает уменьшаться и в процессе ресинтеза АТФ все больше вступают гликолиз и аэробное дыхание. Гликолиз (гликогенолиз) анаэробное расщепление глюкозы (гликогена) своего максимума достигает через 20-30 сек. после начала усиленной мышечной работы.
Общий итог гликолиза может быть представлен в виде следующих уравнений:

1 .С₆Н₁₂О₆ + 2АТФ + 2Н₃РО₄ 2СН₃СНОНСООН + 2АТФ + 2Н₂О

гликолиз
2 . [С₆Н₁₀О₅]_n+ 3АДФ +3Н₃РО₄ [С₆Н₁₀О₅]_n-1 + 2СH₃CHOHCOOH + 3АТФ + 3Н₂О

гликолиз
3 .С₆Н₁₂О₆ 2СН₃СНОНСООН + ∆G 240кДж (из 2860 кДж).

(гликогенолиз)

Как видно из этих уравнений энергетическая эффективность процессов гликолиза и гликогенолиза составляет 2 и 3 молекулы АТФ, соответственно.

Максимальная мощность гликолиза 2,5 кДж/кг. (или 750-850 кал/кг. мин). Это несколько ниже, чем мощность креатинкиназной реакции (3,8 кДж/кг. мин), но в 2-3 раза выше мощности аэробного процесса.
Метаболическая емкость гликолиза, определяемая внутримышечными запасами углеводов и размерами буферных систем, стабилизирующих значение внутриклеточного рН, обеспечивает поддержание заданной мощности упражнения, в интервале от 30 сек до 2 и 3 мин. Значит емкость этого процесса на порядок выше емкости креатинкиназной реакции.
Гликолиз отличается относительно невысокой эффективностью, т.е. к.п.д. равен порядка 0,35-0,52, примерно половина выделяемой энергии (84-125 кДж из 240) превращается в макроэргическую связь в молекулах АТФ.
Образование каждого моля молочной кислоты эквивалентно ресинтезу от 1 до 1,5 моля АТФ. Накопление молочной кислоты при анаэробной работе находится в прямой зависимости от мощности и общей продолжительности упражнения.
Увеличение количества МК в саркоплазме мышц сопровождается изменением осмотического давления мышечной клетки. При этом вода из межклеточного пространства поступает внутрь мышечных волокон, вызывая их набухание и регидность. Значительные изменения осмотического давления в мышцах могут быть причиной болевых ощущений.
Молочная кислота легко диффундирует через плазматические мембраны по градиенту концентрации. Поступая, она в кровь вступает во взаимодействие с бикарбонатной буферной системой, что приводит к выделению “не метаболического” избытка СО₂.

N aНСО₃ + СН₃СНОНСООН СН₃СНОНСООNa + Н₂О + СО₂ ↑

Накопление МК, появление избыточного СО₂, изменение рН и гипервентиляция легких, отражающие усиление гликолиза в мышцах, обычно обнаруживаются, когда интенсивность выполняемого упражнения составляет около 50% от максимальной аэробной мощности. Это уровень нагрузки обозначается как «порог анаэробного обмена». Чем раньше он будет достигнут, тем быстрее вступает в действие гликолиз, сопровождающийся накоплением МК и развитием утомления в работающих мышцах.

Вместе с тем, гликолиз играет важную роль при напряженной мышечной деятельности в условиях неадекватного снабжения тканей О₂: он служит биохимической основой так называемой скоростной выносливости; является предоминирующим источником энергии в упражнениях, предельная продолжительность которых составляет от 30 сек до 2-3 мин (бег на средние дистанции – 200-800 м, плавание на 100-200 м, велосипедные гонки на треке и т.д.).