Запасів АТФ в м'язах вистачає тільки на 1 - 2 секунди роботи. Разом з тим при відсутності аденозинтрифосфата в м'язі розвивається контрактура (не працює кальцієвий насос, і м'яз не може розслаблятися). Таким чином, для нормального функціонування м'яза потрібно постійне заповнення запасів АТФ, яке забезпечується послідовним включенням ряду механізмів.

Насамперед (через 1 - 2 секунди після початку мишечной роботи)запускається креатинфосфатний шлях ресинтеза АТФ. Креатинфосфат - це макроергическое з'єднання, що складається з молекули креатина, пов'язаної із залишком фосфорної кислоти. Він взаємодіє з АДФ з освітою АТФ і креатина за участю ферменту креатинкинази. У спокої ця реакція практично не протікає, однак при мишечной навантаженні її швидкість значно збільшується під впливом іонів кальцію (його концентрація різко зростає при мишечном скороченні), а також креатина, що утворився і АДФ. Креатинфосфатний шлях ресинтеза АТФ є самим могутнім, однак запасів креатинфосфата вистачає усього на 3 хвилини. При цьому максимальна швидкість реакції освіти АТФ спостерігається 8 - 10 секунд, а вже через 30 секунд її швидкість знижується вдвоє.

Гликолитический шлях ресинтеза АТФ запускається через 20 - 30 секунд після початку мишечной роботи. Джерелом енергії для цього шляху є полисахарид гликоген, який являє собою полімер глюкози. Кінцеві залишки глюкози отщепляются від молекули гликогена у вигляді глюкозо-1-фосфату ферментом фосфорилазой. Потім молекули глюкозо-1-фосфату через ряд послідовних реакцій перетворюються в молочну кислоту (лактат), при цьому утвориться три молекули АТФ. Ця реакція називається гликолизом. У гликолиз залучається також глюкоза, що поступає в м'язи з крові.

Реакції гликолитического шляху можуть прискорюватися і гальмуватися за рахунок підвищення або зниження активності ферментів фосфорилази і фосфофруктокинази. Підвищення швидкості гликолиза відбувається під впливом АДФ, АМФ, іонів кальцію, а зниження - при надлишку АТФ. Таким чином, в спокої гликолиз протікає дуже повільно, а при інтенсивній мишечной роботі, коли концентрація АТФ знижується, а іонів кальцію і АДФ - зростає, його швидкість може збільшуватися в 2000 раз.

Час, протягом якого гликолиз протікає з максимальною потужністю, обмежене 2 - 3 хвилинами. Після цього відбувається зниження запасів гликогена в м'язах. Крім того, нагромаджується продукт реакції - лактат, що приводить до зниження рН і пригноблення активність ферментів.

Аеробний шлях ресинтеза АТФ (тканинне дихання або окислювальне фосфорилирование) (Слайд 6) запускається в останню чергу (через 3 - 4 хвилини після початку мишечной роботи). Цей шлях освіти АТФ є базовим. Суть тканинного дихання полягає в тому, що від речовини, що окисляється отщепляются два атоми водня (точніше - два іони водня і два електрони), які потім по ланцюгу дихальних ферментів, розташованих на внутрішній мембрані митохондрий, переносяться на молекулу кисня. У результаті утвориться вода і відбувається синтез АТФ.

Аеробний шлях ресинтеза АТФ є самим економічним, оскільки з кожної молекули речовини, що використовується виходить найбільша кількість АТФ. Наприклад, з однієї молекули глюкози при анаеробном гликолизе утвориться тільки дві молекули АТФ, а при подальшому залученні продуктів анаеробного гликолиза в аеробний дорогу - ще 36 молекул. Іншими словами, речовини, що окисляються використовуються більш ефективно. Крім того, процеси тканинного дихання можуть протікати з високою активністю протягом десятків хвилин, оскільки речовини, що окисляються і кисень, необхідні для аеробний шляху ресинтеза АТФ, постійно поступають в працюючий м'яз з кров'ю.

Недоліком даного способу отримання енергії є повільний його запуск (3 - 4 хвилини, у спортсменів - 1 хвилина). Для виходу процесів тканинного дихання на максимальний рівень потрібно залучення не тільки ферментів мишечной тканини, але і дихальної і сердечно-судинної систем. Крім того, для цього способу отримання енергії характерна порівняно низька потужність (в три рази менше, ніж у креатинфосфатного шляху і в два рази менше в порівнянні з анаеробним гликолизом). Пояснюється це обмеженістю можливостей аеробний гликолиза кількістю митохондрий і доставкою кисня в мишечние волокна.

Таким чином, при будь-якій мишечной роботі працюють всі три способи отримання енергії, але включаються вони послідовно. У перші секунди ресинтез АТФ здійснюється за рахунок креатинфосфатной реакції, потім включається гликолиз і, нарешті, відбувається залучення тканинного дихання. Конкретний внесок кожного їх механізмів енергозабезпечення мишечних скорочень залежить від інтенсивності і тривалості навантажень. При короткочасній, але дуже інтенсивній роботі (наприклад, біг на 100 м) головним джерелом енергії є креатинфосфатний шлях. При більш тривалій інтенсивній роботі (наприклад, біг на средине дистанції) велика частина АТФ утвориться шляхом анаеробного гликолиза. При тривалих помірних навантаженнях основним джерелом енергії є тканинне дихання.

11. Типи мишечних волокон (що повільні, швидкі і швидкі натомлюються, що ненатомлюються, що ненатомлюються).

ВІДПОВІДЬ: У залежності від будови і особливостей відновлення енергетичних ресурсів мишечние волокна поділяють на ті, що повільні, швидкі або проміжні (II-а типу) і швидкі натомлюються, що ненатомлюються, що ненатомлюються (I-типу)(II-би типу).

Повільні волокна (повільні окислювальні) - витривалі (що ненатомлюються), легковозбудимие. Для них характерне багате кровоснабжение (розгалужена капілярна мережа), велика кількість митохондрий, а також запас миоглобина. Миоглобин - це білок, який здатний зв'язувати кисень, а при зниженні кровоснабжения і дефіциті кисня - віддавати його.

Повільні волокна для енергообразования використовують окислювальні процеси. Вони легко включаються в роботу, дуже витривалі, але не володіють достатньою силою. Ці волокна використовуються в основному для підтримки пози, їх кількість становить приблизно 50% від загального числа мишечних волокон.

Швидкі волокна (швидкі гликолитические), що натомлюються використовують анаеробние процеси енергообразования. Вони менш збудливі, включаються при великих навантаженнях і забезпечують швидкі могутні скорочення м'язів. Але з іншого боку їх волокна швидко стомлюються. Кількість цих волокон - приблизно 30%.

Що Швидкі ненатомлюються - володіють досить високою швидкістю і силою скорочень і використовують для відновлення енергії аеробний процеси. Їх кількість - приблизно 20%.

Волокна гликолитического типу називають ще білими, оскільки в них міститься багато гликогена, мале митохондрий і миоглобина. Окислювальні волокна називаються червоними, оскільки в них багато миоглобина і митохондрий.

Співвідношення волокон різного типу в різних м'язах неоднаково і залежить від функції м'яза. Наприклад, в трехголовий м'язі плеча переважають швидкі волокна, оскільки для неї характерні швидкісно-силові властивості. У камбаловидной м'язі, навпаки, більше повільних волокон, внаслідок чого вона володіє високою витривалістю.

Однак склад мишечних волокон в одних і тих же м'язах неоднаковий у різних людей і заздрості від природжених індивідуальних особливостей. У процесі тренування кількість мишечних волокон різних типів не міняється, відбувається тільки збільшення товщини тих волокон, які випробовують найбільше навантаження. Наприклад, при швидкісно-силовому тренуванні збільшується діаметр швидких волокон, при тренуванні на витривалість - повільних.