Б1.В.10 Спортивная биохимия (стр. 5 )

- 20-30 секунд развертывание гликолиза;

- 30 – 60 сек. – максимальная интенсивность гликолиза;

- в дальнейшем (после 1-2 минут работы) – постепенное, все большее превалирование аэробного окисления (рис. 5).

Анаэробные механизмы являются основными в энергообеспечении кратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробный – при длительной работе умеренной интенсивности

При этом в зависимости от интенсивности работы может наблюдаться то или иное соотношение гликолитического и дыхательного фосфорилирования. С увеличением дистанции и уменьшением скорости ее прохождения (интенсивность работы) потребление кислорода во время работы увеличивается, а относительная величина кислородного долга уменьшается. О направленности окислительно-восстановительных процессов в организме при мышечной деятельности можно судить по концентрации молочной кислоты в крови, величине кислородного долга, изменению щелочных резервов крови и т. д.

Рис. 5. Последовательность включения различных путей синтеза АТФ при физической нагрузке и их продолжительность.

Анаэробные механизмы являются основными в энергообеспечении кратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробный – при длительной работе умеренной интенсивности

При этом в зависимости от интенсивности работы может наблюдаться то или иное соотношение гликолитического и дыхательного фосфорилирования. С увеличением дистанции и уменьшением скорости ее прохождения (интенсивность работы) потребление кислорода во время работы увеличивается, а относительная величина кислородного долга уменьшается.

Каждый механизм образования молекул АТФ имеет свои метаболические и биоэнергетические особенности, которые характеризуются по следующим критериям: - максимальная мощность, скорость развёртывания (подвижность), метаболическая ёмкость и эффективность.

Максимальная мощность – это наибольшая скорость образования АТФ в данном метаболическом процессе. Она лимитирует предельную интенсивность работы, выполняемой за счет данного механизма.

Скорость развёртывания - это время, необходимое для достижения максимальной мощности данного пути синтеза АТФ от начала работы.

Метаболическая ёмкость – отображает общее количество АТФ, которое может быть получено в данном с помощью данного механизма ресинтеза за счет величины запасов энергетических субстратов; ёмкость лимитирует объем выполняемой работы.

Метаболическая эффективность – это та часть энергии, которая накапливается в макроэргических связях АТФ. Она определяет экономичность выполняемой работы и оценивается общим значением коэффициента полезного действия (КПД), представляющего отношение всей полезно затраченной энергии к её общему количеству, выделенному в данном метаболическом процессе. Наивысшая метаболическая эффективность характерна для алактатного анаэробного процесса (креатинфосфокиназном) и составляет около 80% и наименьшая – в анаэробном гликолизе – в среднем 44%; в аэробном процессе она достигает 60%.

В таблице 3 представлена сравнительная характеристика креатинфосфокиназного, гликолитического и аэробного механизмов энергообеспечения мышечной деятельности по оценочным критериям. Представленные биоэнергетические критерии получены путём прямых экспериментальных измерений энергопродукции у высококвалифицированных спортсменов; у нетренированных людей эти значения существенно ниже.

Таблица 3

Критерии оценки механизмов энергообеспечения

мышечной деятельности у высококвалифицированных спортсменов

Механизм ресинтеза АТФ	Максимальная мощность	Время удержания максимальной мощности, с	Максимальная ёмкость	Эффективность, %
Дж×кг´мин-1	моль´мин-1	кДж×кг-1	моль× кг -1	Еф	Ее	Ем
Креатинфосфокиназный (алактатный)	3770	3,6	6 – 12	630	0,7	80	50	40
Гликолитический (лактатный)	2500	1,6	30 – 60	1050	1,2	36-52	50	22
Аэробный	1250	1,0	600	¥	90,0 (только углеводы)	60	50	30

Ем – общий КПД преобразования энергии метаболических процессов в механическую работу;

Еф – эффективность фосфорилирования;

Ее – эффективность хемомеханического сопряжения.

Ем = (Еф / Ее ) × 100%

ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ

1.  Что является необходимым условием продолжительной деятельности мышц?

2.  Дать общую характеристику мощности, емкости, эффективности энергетических реакций

3.  Охарактеризуйте креатинфосфокиназную реакцию.

4.  Дайте биохимическую характеристику гликолиза; перечислите «минусы» этого механизма синтеза АТФ

5.  Раскройте механизмы регуляции гликогенолиза и гликолиза при мышечной деятельности

6.  Значение миокиназной реакции при мышечной деятельности?

7.  Роль цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) в обеспечении энергией длительной мышечной деятельности.

Вопросы домашнего задания

1. Чем объяснить, что мышечная нагрузка может протекать длительное время, в то время как наличных запасов АТФ хватает для работы в течение 2 с?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Напишите суммарную реакцию окисления 1 молекулы глюкозы до образования лактата

______________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Напишите реакцию гидролиза АТФ и назовите фермент, катализирующий эту реакцию

______________________________________________________________________________________________________________________________________________4. Перечислите субстраты, служащие источниками энергии при длительной мышечной деятельности в той последовательности в которой они тратятся:

_____________________________________________________________________

___________________________________________________________________

5. Назовите субстраты, служащие источниками энергии при интенсивной кратковременной мышечной нагрузке

______________________________________________________________________________________________________________________________________________6. Какие процессы нуждаются в энергии АТФ при сокращении мышц?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Перечислите регуляторные механизмы, обеспечивающие постоянство АТФ в мышечной клетке

______________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Какой механизм энергообразования является основным при интенсивной мышечной деятельности продолжительностью 1-2 минуты?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________9. Какой механизм энергообразования является основным при интенсивной мышечной деятельности продолжительностью более 5 минут до 20 мин?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________10.Дайте характеристику каждому из процессов ресинтеза АТФ (1) креатинкиназному, (2) гликолизу, (3) аэробному, (4) миокиназному по следующей схеме:

- анаэробный или аэробный процесс

1.______________________________________________________________________2.______________________________________________________________________3.______________________________________________________________________4.____________________________________________________________________

- энергетический выход (в молекулах АТФ):

1.______________________________________________________________________2.______________________________________________________________________3.______________________________________________________________________4.____________________________________________________________________

- используемое топливо для синтеза АТФ:

1.______________________________________________________________________2.______________________________________________________________________3.______________________________________________________________________4.____________________________________________________________________

- конечные продукты распада; токсичны ли они; пути их использования и выведения из организма;

1.______________________________________________________________________2.______________________________________________________________________3.______________________________________________________________________4.____________________________________________________________________

- какая физическая нагрузка идет преимущественно за счет данного пути ресинтеза АТФ?

1.______________________________________________________________________2.______________________________________________________________________3.______________________________________________________________________4.____________________________________________________________________

Найти «плюсы» и «минусы» каждого из путей синтеза АТФ в процессе мышечной деятельности

Программированный контроль знаний по пройденной теме

1.  Ресинтез АТФ – это процесс его …

а) расщепления б) восстановления

в) накопления г) транспорта

2.  Одним из анаэробных путей ресинтеза АТФ является …

а) биологическое окисление б) переаминирование

в) креатинфосфокиназная реакция г) дезаминирование

3.  Какой механизм энегообразования облпадает самой высокой мощностью?

а) аэробный; б) миокиназная реакция;