Kvantitativa kriterier för ATP-resyntesvägar. Aerob väg för ATP-återsyntes. Anaeroba vägar för ATP-återsyntes. Relationer mellan olika ATP-resyntesvägar vid muskelarbete.

Dela arbete på sociala nätverk

Om detta verk inte passar dig finns en lista med liknande verk längst ner på sidan. Du kan också använda sökknappen

Föreläsning 8. Ämne: ENERGIFÖRSÖRJNING AV MUSKELKONTRAKTION.

Frågor:

1. Kvantitativa kriterier för ATP-resyntesvägar.

4. Samband mellan olika vägar för ATP-återsyntes under muskelarbete. Zoner av relativ kraft av muskelarbete.

Ämne : BIOKEMISKA SKIFTER I MUSKELARBETE.

Frågor:

1. Huvudmekanismerna för neurohumoral reglering av muskelaktivitet.

2. Biokemiska förändringar i skelettmuskulaturen.

3. Biokemiska förändringar i hjärnan och myokardiet.

4. Biokemiska förändringar i levern.

5. Biokemiska förändringar i blodet.

6. Biokemiska förändringar i urinen.

1. Kvantitativa kriterier för ATP-resyntesvägar.

Muskelkontraktion och avslappning kräver energi, som genereras underhydrolys av ATP-molekyler.

ATP-reserverna i muskeln är dock obetydliga, de räcker för att arbeta med muskeln i 2 sekunder. Produktionen av ATP i muskler kallasåtersyntes av ATP.

Det sker alltså två parallella processer i musklerna: ATP-hydrolys och ATP-resyntes.

ATP-resyntes, i motsats till hydrolys, kan fortsätta olika sätt, och totalt, beroende på energikällan, kännetecknas de av tre: aerob (basic), kreatinfosfat och laktat.

För kvantitativa egenskaper olika sättåtersyntes av ATPvanligtvis används flera kriterier.

1. Maximal effekt eller maximal hastighetDetta det största antalet ATP, som kan bildas per tidsenhet på grund av denna resyntesväg. Den maximala effekten mäts i kalorier eller joule, baserat på det faktum att en mmol ATP motsvarar fysiologiska förhållanden på cirka 12 cal eller 50 J. Därför har detta kriterium dimensionen cal / min-kg muskelvävnad eller J/min-kg muskelvävnad.

2. Utplaceringstiddetta är den minsta tid som krävs för att ATP-återsyntes ska nå sin högsta hastighet, det vill säga för att uppnå maximal effekt. Detta kriterium mäts i tidsenheter.

3. Dags att bibehålla eller bibehålla maximal effektDetta längsta tid funktion av denna väg för ATP-återsyntes med maximal kraft.

4. Metabolisk kapacitetDetta total ATP, som kan bildas under muskelarbete på grund av denna ATP-resyntesväg.

Beroende på syreförbrukning resyntesvägar är indelade i aerob och anaerob.

2. Aerobt sätt att återsyntes av ATP.

Aerob väg för ATP-återsyntesannars kallasvävnadsandningdetta är det huvudsakliga sättet för ATP-bildning, som äger rum i muskelcellernas mitokondrier. Under vävnadsandning tas två väteatomer bort från det oxiderade ämnet och överförs genom andningskedjan till molekylärt syre som levereras till musklerna av blod, vilket resulterar i vatten. På grund av den energi som frigörs under bildandet av vatten syntetiseras ATP-molekyler från ADP och fosforsyra. Vanligtvis, för varje bildad vattenmolekyl, syntetiseras tre ATP-molekyler.

Oftast avlägsnas väte från mellanprodukterna i trikarboxylsyracykeln (TCA). CTK är det sista stadiet av katabolism under vilket acetylkoenzym A oxideras till koldioxid och vatten. Under denna process tas fyra par väteatomer bort från syrorna som anges ovan och därför bildas 12 ATP-molekyler under oxidationen av en molekyl acetylkoenzym A.

I sin tur kan acetylkoenzym A bildas av kolhydrater, fetter, aminosyror, det vill säga genom denna förening är kolhydrater, fetter och aminosyror involverade i TCA.

Hastigheten för aerob ATP-metabolism styrs av innehållet i muskelceller A DF, som är en aktivator av vävnadsandningsenzymer. Under muskelarbete finns en ansamling En DF. Överskott A DF accelererar vävnadsandningen och den kan nå sin maximala intensitet.

En annan aktivator för ATP-återsyntes är koldioxid. Ett överskott av denna gas i blodet aktiverar hjärnans andningscentrum, vilket i slutändan leder till en ökning av blodcirkulationshastigheten och en förbättring av syretillförseln till muskeln.

maximal kraftaerob väg är 350-450 cal/min-kg. Jämfört med de anaeroba vägarna för ATP-resyntes är vävnadsandning mer låga poäng, vilket begränsas av hastigheten för syretillförseln till musklerna. Därför, på grund av den aeroba vägen för ATP-återsyntes, kan endast fysisk aktivitet med måttlig kraft utföras.

Utplaceringstidär 3 4 minuter, men för vältränade idrottare kan det vara 1 minut. Detta beror på det faktum att leveransen av syre till mitokondrierna kräver en omstrukturering av nästan alla kroppssystem.

Drifttid vid maximal effektär tiotals minuter. Detta gör det möjligt att använda denna väg under långvarigt muskelarbete.

Jämfört med andra ATP-resyntesprocesser i muskelceller har den aeroba vägen ett antal fördelar.

1. Lönsamhet: 39 ATP-molekyler bildas av en glykogenmolekyl, med anaerob glykolys endast 3 molekyler.

2. Universalitet Här fungerar olika ämnen som initiala substrat: kolhydrater, fettsyra, ketonkroppar, aminosyror.

3. Mycket lång drifttid. I vila kan hastigheten för aerob ATP-återsyntes vara låg, men under fysisk ansträngning kan den bli maximal.

Men det finns också nackdelar.

1. Obligatorisk syreförbrukning, som begränsas av hastigheten för syretillförsel till musklerna och hastigheten för syrepenetration genom mitokondriemembranet.

2. Lång driftsättningstid.

3. Liten när det gäller maximal effekt.

Därför kan den muskelaktivitet som är inneboende i de flesta sporter inte uppnås fullt ut genom detta sätt av ATP-återsyntes.

I idrottsutövning används följande indikatorer för att bedöma aerob återsyntes:maximal syreförbrukning (MOC), aerob metabolisk tröskel (AOR), anaerob metabolisk tröskel (ANOR) och syreinkomst.

IPC är den högsta möjliga hastigheten för syreförbrukning av kroppen under träning fysiskt arbete. Ju högre MIC, desto högre vävnadsandning. Hur montör man, ju högre IPC. IPC beräknas vanligtvis per 1 kg kroppsvikt. Hos personer som inte är involverade i sport är MIC 50 ml / min-kg, och hos tränade människor når den 90 ml / min-kg.

I idrottsutövning används MPC också för att karakterisera den relativa kraften av aerobt arbete, vilket uttrycks som en procentandel av MPC. Till exempel skulle den relativa kraften i arbete som utförs med en syreförbrukning på 3 L/min av en idrottare med en MIC på 6 L/min vara 50 % av MIC-nivån.

PAO detta är den högsta relativa arbetskraften, mätt som syreförbrukning i procent i förhållande till IPC. Stora PAO-värden indikerar bättre utveckling aerob återsyntes.

ANPO detta är den lägsta relativa drifteffekten, även mätt som syreförbrukning i procent av MIC. En hög TAN indikerar att aerob resyntes är högre per tidsenhet, så glykolys aktiveras vid mycket högre belastningar.

Oxygen sockendetta är mängden syre (över nivån före träning) som används under en given träning för att säkerställa aerob ATP-återsyntes. Syretillförseln kännetecknar vävnadsandningens bidrag till energiförsörjningen av allt utfört arbete. Syretillförsel används ofta för att utvärdera allt utfört aerobt arbete.

Under påverkan av systematisk träning i muskelceller ökar antalet mitokondrier, kroppens syretransportfunktion förbättras, mängden myoglobin i musklerna och hemoglobin i blodet ökar.

3. Anaeroba vägar för ATP-återsyntes.

Anaeroba vägar för ATP-återsyntesdessa är ytterligare vägar. Det finns två sådana vägar, kreatinfosfatvägen och laktatvägen.

Kreatinfosfatvägrelaterat till materiakreatinfosfat. Kreatinfosfat består av ämnet kreatin, som binder till fosfatgruppen med en makroergisk bindning. Kreatinfosfat i muskelceller finns i vila 15 20 mmol / kg.

Kreatinfosfat har en stor tillgång på energi och hög affinitet för ADP. Därför interagerar det lätt med ADP-molekyler som uppträder i muskelceller under fysiskt arbete som ett resultat av ATP-hydrolysreaktionen. Under denna reaktion överförs fosforsyraresten med en energireserv från kreatinfosfat till ADP-molekylen med bildning av kreatin och ATP.

Kreatinfosfat + ADP → Kreatin + ATP.

Denna reaktion katalyseras av ett enzym kreatinkinas . Denna väg för ATP-återsyntes kallas ibland för kreatikinas.

Kreatinkinasreaktionen är reversibel, men partisk mot bildandet av ATP. Därför börjar det utföras så snart de första ADP-molekylerna dyker upp i musklerna.

Kreatinfosfat är ett ömtåligt ämne. Bildandet av kreatin från det sker utan deltagande av enzymer. Kreatin används inte av kroppen och utsöndras i urinen. Hos män varierar utsöndringen av kreatinin i urinen från 18-32 mg/dag.. kg kroppsvikt, och hos kvinnor 10-25 mg / dag. kg (detta är kriatininkoefficienten). Kreatinfosfat syntetiseras under vila från överskott av ATP. Med muskelarbete med måttlig kraft kan kreatinfosfatreserverna delvis återställas. Lagren av ATP och kreatinfosfat i muskler kallas också fosfagenes.

maximal kraftav denna väg är 900-1100 cal/min-kg, vilket är tre gånger högre än motsvarande indikator för den aeroba vägen.

Utplaceringstid totalt 1 2 sek.

Drifttid vid maximal hastighetbara 8 10 sek.

Den största fördelen med kreatinfosfatvägen för bildandet av ATP är

• kort drifttid (1-2 sek);
• hög kraft.

Denna reaktion är den huvudsakliga energikällan för maximala kraftövningar: sprint, kasta hopp, lyfta skivstången. Denna reaktion kan slås på upprepade gånger under träning, vilket gör det möjligt snabb ökning kraften i det arbete som ska utföras.

Biokemisk bedömning av tillståndet för denna ATP-resyntesväg utförs vanligtvis av två indikatorer: kreatinkoefficient och alaktatskuld.

Kreatinförhållandeär frisättningen av kreatin per dag. Denna indikator kännetecknar reserverna av kreatinfosfat i kroppen.

Alaktatsyreskuld Det ökad syreförbrukning under de kommande 4 5 minuterna, efter att ha utfört en kortvarig träning med maximal kraft.Detta överskott av syre krävs för att säkerställa en hög vävnadsandning omedelbart efter slutet av belastningen för att skapa i muskelceller ökad koncentration ATP. För högt kvalificerade idrottare är värdet av alaktisk skuld efter att ha utfört laster med maximal effekt 8 10 liter.

glykolytisk vägåtersyntes av ATP , precis som kreatinfosfat är en anaerob väg. Den energikälla som behövs för ATP-återsyntes i detta fall är muskelglykogen. Under den anaeroba nedbrytningen av glykogen från dess molekyl under inverkan av enzymet fosforylas, klyvs terminala glukosrester omväxlande av i form av glukos-1-fosfat. Vidare förvandlas molekylerna av glukos-1-fosfat, efter en serie på varandra följande reaktioner, tillmjölksyra.Denna process kallas glykolys. Som ett resultat av glykolys bildas mellanprodukter innehållande fosfatgrupper sammankopplade med makroerga bindningar. Denna bindning överförs lätt till ADP för att bilda ATP. I vila fortskrider glykolysreaktionerna långsamt, men under muskelarbete kan dess hastighet öka med 2000 gånger, och redan i tillståndet före lansering.

Maximal kraft750 850 cal/min-kg, vilket är två gånger högre än vid vävnadsandning. En sådan hög effekt förklaras av innehållet i ett stort lager av glykogen i cellerna och närvaron av en mekanism för att aktivera nyckelenzymer.

Utplaceringstid 20-30 sekunder.

Drifttid vid maximal effekt 2-3 minuter.

Det glykolytiska sättet för ATP-bildning är flera fördelar före aerobic rutt:

• den når maximal effekt snabbare,
• har en högre maximal effekt,
• kräver inte deltagande av mitokondrier och syre.

Denna väg har dock sin egen brister:

• processen är inte ekonomisk
• ansamling av mjölksyra i musklerna försämrar deras normal funktion och bidrar till muskeltrötthet.

Det totala resultatet av glykolys kan representeras som följande ekvationer:

C6H12O6 + ADP + 2 H3RO4C3H6O3 + 2 ATP + 2 H2O;

Glukos Mejeri

Syra

[C 6 H 10 O 5] n + 3 ADP + 3 H 3 RO 4 C 3 H 6 O 3 + [C 6 H 10 O 5] n _ 1 + 3 ATP + 2 H 2 O

Glykogen mejeri

Syra

Schema för anaerob och aerob glykolys

Två biokemiska metoder används för att bedöma glykolys – mätning av laktatkoncentration i blodet, mätning av blodets pH och bestämning av blodets alkaliska reserv.

Bestäm också innehållet av laktat i urinen. Detta ger information om det totala bidraget av glykolys till energitillförseln av träning som utförs under träningen.

Annan viktig indikatorärlaktatsyreskuld.Laktatsyreskuld är den ökade syreförbrukningen under de närmaste 1 1,5 timmarna efter avslutat muskelarbete. Detta överskott av syre behövs för att eliminera mjölksyran som bildas under muskelarbete. Vältränade idrottare har en syreskuld på 20 22 liter. Mängden laktanskuld används för att bedöma förmågan hos en given idrottare under belastningar av submaximal kraft.

4. Korrelation mellan olika vägar för ATP-resyntes under muskelarbete. Zoner av relativ kraft av muskelarbete.

Under varje muskelarbete fungerar alla tre vägarna för ATP-återsyntes, men de slås på sekventiellt.Under de första sekunderna av arbetet sker ATP-återsyntes på grund av kreatinfosfatreaktionen, sedan slås glykolys på, och slutligen, när arbetet fortsätter, ersätter vävnadsandning glykolys.

Det specifika bidraget från var och en av mekanismerna för ATP-bildning till energitillförseln av muskelrörelser beror på intensiteten och varaktigheten fysisk aktivitet.

Under kortvarigt, men mycket intensivt arbete (till exempel löpning 100 meter), är den huvudsakliga källan till ATP kreatinkinasreaktionen. Vid längre intensivt arbete (till exempel på medelavstånd) bildas det mesta av ATP på grund av glykolys. När du utför övningar av lång varaktighet, men med måttlig kraft, utförs musklernas energiförsörjning huvudsakligen på grund av aerob oxidation.

för närvarande accepterat olika klassificeringar muskelarbete kraft. Inom idrottsbiokemi är den vanligaste klassificeringen baserad på det faktum att kraft beror på förhållandet mellan de tre huvudvägarna för ATP-återsyntes. Enligt denna klassificering finns det fyra zoner med relativ kraft för muskelarbete:maximal, submaximal, stor och måttlig.

maximal kraftkan utvecklas under arbete som varar 15 20 sek. Grundläggande källa till ATP i detta arbete kreatinfosfat. Först i slutet ersätts kreatinkinasreaktionen av glykolys. Exempel på fysiska övningar som utförs i maximal kraftzon är sprint, längdhopp och höjdhopp, vissa gymnastiska övningar, lyfta stången och några andra. Den maximala effekten under dessa övningar betecknas sommaximal anaerob kraft.

Arbeta i zonen submaximal aerob krafthar en varaktighet på upp till 5 minuter. Den ledande mekanismen för ATP-resyntes är glykolys. Till en början, tills glykolysreaktionerna har nått sin maximala hastighet, beror bildningen av ATP på kreatinfosfat, och i slutet ingår vävnadsandning i processen. Arbete i denna zon kännetecknas av hög syreskuld 20-22 liter. Ett exempel på fysisk aktivitet i denna kraftzon är medeldistanslöpning, medeldistanssim, bancykling, sprintskridskoåkning etc. Sådana belastningar kallas laktat.

Arbeta i zonen hög krafthar en maximal varaktighet på upp till 30 minuter. Arbete i denna zon kännetecknas av samma bidrag från glykolys och vävnadsandning. Kreatinfosfatbanan är inblandad endast i början av arbetet.. Ett exempel på övningar i denna zon är 5000 m löpning, långfärdsskridskor, längdskidåkning, medeldistanssim, etc. Här är belastningar antingenaerob-anaerob eller anaerob-aerob.

Arbeta i den tempererade zonen som varar mer än 30 minuter sker huvudsakligen aerobt. Dessa inkluderar maratonlöpning, längdåkning i friidrott, landsvägscykling, tävlingsvandring, långdistansskidåkning, vandring, etc.

I acykliska och situationella sporter (kampsport, gymnastiska övningar, sportspel) förändras kraften i det utförda arbetet många gånger. Till exempel, för fotbollsspelare, växlar löpning i måttlig hastighet (hög effektzon) med sprint för korta sträckor (maximal eller submaximal kraftzon). Samtidigt har fotbollsspelare sådana segment av spelet när kraften i arbetet reduceras till måttlig.

När du förbereder idrottare är det nödvändigt att applicera träningsbelastningar som utvecklar ATP-resyntesvägen, som är den ledande inom energiförsörjning av arbete i zonen med relativ kraft som är karakteristisk för denna sport.

Ämne: BIOKEMISKA SKIFTER I MUSKELARBETE.

1. De viktigaste mekanismerna för neurohumoral reglering av muskelaktivitet.

Allt fysiskt arbete åtföljs av förändringar i hastighet. metaboliska processer. Den nödvändiga omstruktureringen av ämnesomsättningen under muskelaktivitet sker under påverkan av neurohumoral reglering.

Följande mekanismer för neurohumoral reglering av muskelaktivitet kan särskiljas:

1. Under muskelarbete, tonen i den sympatiska uppdelningen av det autonoma nervsystem vem som ansvarar för arbetet inre organ och muskler.

I lungorna, under påverkan av sympatiska impulser, ökar andningsfrekvensen och bronkerna expanderar. Som ett resultat ökar det lungventilation vilket resulterar i förbättrad syretillförsel till kroppen.

Under påverkan av det sympatiska nervsystemet ökar också hjärtfrekvensen, vilket resulterar i en ökning av blodflödets hastighet och en förbättring av tillförseln av organ, främst muskler, med syre och näringsämnen.

Sympatiskt system förbättrar svettning och förbättrar därmed termoregleringen.

Det har en bromsande effekt på funktionen av njurar och tarmar. Under påverkan av det sympatiska nervsystemet mobiliseras fett.

1. Hormoner spelar en lika viktig roll i omstruktureringen av kroppen under muskelarbete. Högsta värde samtidigt bidrar hormoner i binjurarna till den biokemiska omstruktureringen.

Binjuremärgen producerarkatekolaminer adrenalin och noradrenalin.Frisättningen av medullans hormoner i blodet sker med olika känslor och påfrestningar. Biologisk roll av dessa hormoner skapande av optimala förutsättningar för att utföra muskelarbete av stor kraft och varaktighet genom att påverka fysiologiska funktioner och metabolism.

Väl i blodet duplicerar katekolaminer verkan av sympatiska impulser. De orsakar en ökning av andningsfrekvensen, expansion av bronkierna. Under påverkan av adrenalin ökar hjärtfrekvensen och deras styrka. Under inverkan av adrenalin i kroppen omfördelas blodet i kärlbädden.

I levern orsakar dessa hormoner en accelererad nedbrytning av glykogen. I fettvävnad aktiverar katekolaminer lipaser och påskyndar därigenom nedbrytningen av fett. I muskler aktiverar de nedbrytningen av glykogen.

Kortikala hormoner är också aktivt involverade i aktiveringen av muskelarbete. Deras verkan ligger i det faktum att de hämmar verkan av hexokinasenzymet, vilket bidrar till ackumuleringen av glukos i blodet. Eftersom dessa hormoner inte verkar på nervceller gör detta det möjligt att ge näring till nervceller, eftersom glukos är praktiskt för dem. den enda källan till energi. Hormoner glukokortikoider hämmar anabola processer och främst proteinbiosyntes. Detta gör det möjligt att använda de frigjorda ATP-molekylerna för muskelarbete. Dessutom stimulerar de syntesen av glukos från icke-kolhydratsubstrat.

2. Biokemiska förändringar i skelettmuskler.

När du gör fysiskt arbetedjupgående förändringar inträffar i musklerna, främst på grund av intensiteten av ATP-återsyntesprocesser.

Användningen av kreatinfosfat som energikälla leder till en minskning av dess koncentration i muskelceller och ackumulering av kreatin i dem.

Nästan varje jobb använder muskelglykogen för att producera ATP. Därför minskar dess koncentration i musklerna oavsett arbetets karaktär. Genom att göra intensiva belastningar i musklerna sker en snabb minskning av glykogenlagren och samtidig bildning och ackumulering av mjölksyra. På grund av ansamlingen av mjölksyra ökar surheten inuti muskelcellerna. En ökning av halten av laktat i muskelceller orsakar också en ökning av dem osmotiskt tryck. En ökning av osmotiskt tryck leder till att vatten kommer in i muskelcellen från kapillärerna och det intercellulära utrymmet, och musklerna sväller eller, som idrottare säger, "täpper till".

Långvarigt muskelarbete med låg kraft orsakar en gradvis minskning av koncentrationen av glykogen i musklerna. I detta fall sker sönderfallet aerobt, med förbrukning av syre. Slutprodukterna av denna nedbrytning koldioxid och vatten avlägsnas från muskelcellerna till blodet. Därför, efter att ha utfört arbete med måttlig kraft i musklerna, hittas en minskning av glykogenhalten utan ackumulering av laktat.

En annan viktig förändring som sker i arbetande muskler är en ökning av hastigheten för proteinnedbrytning. Nedbrytningen av proteiner påskyndas särskilt när man utför styrkeövningar, och detta påverkar i första hand de kontraktila proteinerna i myofibriller. På grund av nedbrytningen av proteiner i muskelcellerna ökar innehållet av fria aminosyror och deras sönderfallsprodukter, ketosyror och ammoniak.

Andra karakteristisk förändring orsakad av muskelaktivitet är en minskning av aktiviteten hos muskelcellsenzymer. En av anledningarna till minskningen av enzymaktivitet kan vara hyperaciditet orsakas av uppkomsten av mjölksyra i musklerna.

Och slutligen kan muskelaktivitet leda till skador på intracellulära strukturer - myofibriller, mitokondrier och andra biomembran. Så störningen av membranen i den sarkoplasmatiska kedjan leder till störning av ledningen nervimpuls till tankar som innehåller kalciumjoner. Brott mot sarkolemmas integritet åtföljs av förlust av många muskler viktiga ämnen, som lämnar den skadade cellen i lymfan och blodet. Arbetet med enzymer inbyggda i membranen störs också. Arbetet med kalciumpumpen och vävnadsandningsenzymer som finns på den inre ytan av mitokondriella membran störs.

3. Biokemiska förändringar i hjärnan och myokardiet.

Hjärna. Under muskelaktiviteti hjärnbarkens motorneuroner sker bildandet och efterföljande överföring av en motorisk nervimpuls. Båda dessa processer (bildandet och överföringen av en nervimpuls) utförs med förbrukning av energi i form av ATP-molekyler. Bildandet av ATP i nervceller sker aerobt. Under muskelarbete ökar därför hjärnans förbrukning av syre från det strömmande blodet. En annan funktion energi metabolism i neuroner är att det huvudsakliga substratet för oxidation är glukos från blodomloppet.

På grund av strömförsörjningens karaktär nervceller varje störning i tillförseln av syre eller glukos till hjärnan leder oundvikligen till en minskning av dess funktionella aktivitet, vilket hos idrottare kan visa sig i form av yrsel eller svimning.

Myokardium. Under muskelaktivitet sker en ökning och ökning av hjärtfrekvensen, vilket kräver en stor mängd energi jämfört med vilotillståndet. Men energitillförseln av hjärtmuskeln utförs huvudsakligen på grund av aerob ATP-resyntes. Endast när hjärtfrekvensen är mer än 200 slag/min aktiveras anaerob ATP-syntes.

Stora möjligheter för aerob energiförsörjning i myokardiet beror på det speciella med strukturen hos denna muskel. Till skillnad från skelettmuskler har hjärtmuskeln ett mer utvecklat och tätt nätverk av kapillärer, vilket gör det möjligt att utvinna mer syre och oxidationssubstrat från blodet. Dessutom, i hjärtmuskelns celler finns det fler mitokondrier som innehåller enzymer för vävnadsandning. Hjärtmuskelceller använder glukos, fettsyror, ketonkroppar och glycerol som energikällor. Myokardiet lagrar glykogen för en "regnig dag" när andra energikällor är utarmade.

Under intensivt arbete åtföljt av en ökning av koncentrationen av laktat i blodet, extraherar myokardiet laktat från blodet och oxiderar det till koldioxid och vatten.

När en mjölksyramolekyl oxideras syntetiseras upp till 18 ATP-molekyler. Myokardiets förmåga att oxidera laktat är biologisk betydelse. Detta gör att kroppen kan bibehålla den nödvändiga koncentrationen av glukos i blodet längre, vilket är mycket viktigt för nervcellers bioenergetik, för vilka glukos är nästan det enda substratet för oxidation. Oxidation av laktat i myokardiet bidrar också till normaliseringen syra-bas balans, eftersom koncentrationen av denna syra i blodet minskar.

4. Biokemiska förändringar i levern.

Under muskelaktivitet aktiveras leverfunktioner, främst inriktade på att förbättra tillförseln av arbetande muskler med extramuskulära energikällor som transporteras av blodet. Det viktigastebiokemiska processer som sker i levern under operationen.

1. Under påverkan av adrenalin ökar glykogennedbrytningshastigheten med bildandet av fritt glukos. Den resulterande glukosen lämnar levercellerna i blodet, vilket leder till en ökning av dess koncentration i blodet. Detta minskar innehållet av glykogen. Den högsta graden av glykogennedbrytning observeras i levern i början av arbetet, när glykogenlagren fortfarande är stora.

2. Under fysisk träning extraherar leverceller aktivt fett ur blodet, fettsyror, vars innehåll i blodet ökar på grund av mobilisering av fett från fettdepåer. Fettet som kommer in i levercellerna genomgår omedelbart hydrolys och förvandlas till glycerol och fettsyror. Vidare spjälkas fettsyror genom β-oxidation till acetylkoenzym A, från vilket ketonkroppar sedan bildas. Ketonkroppar är viktig källa energi. Med blodflödet överförs de från levern till arbetsorganen - myokardiet och skelettmusklerna. I dessa organ omvandlas återigen ketonkroppar till acetylkoenzym A, som omedelbart aerobt oxideras i trikarboxylsyracykeln till koldioxid och vatten med frigörande av en stor mängd energi.

3. En annan biokemisk process som äger rum i levern under muskelarbete är bildningen av glukos från glycerol, aminosyror, laktat. Denna process går med energiförbrukningen hos ATP-molekyler. Vanligtvis sker denna syntes av glukos under långvarigt arbete, vilket leder till en minskning av koncentrationen av glukos i blodomloppet. Tack vare denna process lyckas kroppen upprätthålla den nödvändiga nivån av glukos i blodet.

4. Under fysiskt arbete ökar nedbrytningen av muskelproteiner, vilket leder till bildandet av fria aminosyror, som deamineras ytterligare och frigör ammoniak. Ammoniak är ett cellgift, dess neutralisering sker i levern, där det förvandlas till urea. Syntesen av urea kräver en betydande mängd energi. Med utmattande belastningar som inte motsvarar kroppens funktionella tillstånd, kan levern kanske inte klara av neutraliseringen av ammoniak, i vilket fall kroppen blir berusad av detta gift, vilket leder till en minskning av effektiviteten.

5. Biokemiska förändringar i blodet.

Förändringar i blodets kemiska sammansättning är en återspegling av de biokemiska förändringar som sker under muskelaktivitet i olika inre organ, skelettmuskler och myokard.

Biokemiska förändringar som inträffar i blodet beror till stor del på arbetets art, så deras analys bör utföras med hänsyn till kraften och varaktigheten av fysisk aktivitet.

När man utför muskelarbete i blodet upptäcks oftast följande förändringar.

1. Förändringar i koncentrationen av proteiner i blodplasma. Det finns två skäl till detta. För det första, ökad svettning leder till en minskning av vattenhalten i blodplasman och följaktligen till dess förtjockning. Detta orsakar en ökning av koncentrationen av ämnen som finns i plasman. För det andra, på grund av skador på cellmembran, observeras frisättningen av intracellulära proteiner i blodplasman. I detta fall passerar en del av blodomloppets proteiner in i urinen, medan den andra delen används som energikällor.

2. Förändringen i blodsockerkoncentrationen under arbetet går igenom en serie faser. Allra i början av arbetet stiger glukosnivån. Glukos lämnar levern, där den bildas av glykogen. Dessutom behöver muskler som har glykogenlager inte akut glukos från blodet i detta skede. Men så kommer skedet när glykogenet i levern och musklerna tar slut. Sedan kommer nästa fas, då blodsocker används för att utvinna energi. Tja, i slutet av arbetet inträder en fas av utmattning och, som ett resultat, hypoglykemi en minskning av koncentrationen av glukos i blodet.

3. En ökning av koncentrationen av laktat i blodet observeras i nästan alla sportaktiviteter, men graden av ackumulering av laktat beror till stor del på arten av det utförda arbetet och idrottarens kondition. Den största ökningen av nivån av mjölksyra i blodet observeras när man utför fysisk aktivitet i zonen med submaximal kraft. Eftersom den huvudsakliga energikällan för arbetande muskler i detta fall är anaerob glykolys, vilket leder till bildning och ackumulering av laktat.

Man bör komma ihåg att ackumuleringen av laktat inte sker omedelbart, utan några minuter efter arbetets slut. Därför bör mätningen av laktatnivåer utföras 5 7 minuter efter avslutat arbete. Om nivån av laktat i vila inte överstiger 1 2 mmol / l, kan den hos högutbildade idrottare efter träning nå 20 30 mmol / l.

4. Väteindex (pH). När du utför övningar med submaximal kraft kan pH-nivån minska ganska avsevärt (med 0,5 enheter)

5. Motionåtföljd av en ökning av koncentrationen av fria fettsyror och ketonkroppar i blodet. Detta beror på mobiliseringen av fett i levern och frisättningen av produkter från denna process i blodet.

6. Urea. Vid kortvarigt arbete förändras koncentrationen av urea i blodet något, vid långvarigt arbete ökar ureanivån flera gånger. Detta beror på ökad proteinmetabolism under träning.

6. Biokemiska förändringar i urinen.

Fysisk träning påverkar fysikalisk-kemiska egenskaper urin, förskjutningar i vilka förklaras av betydande förändringar i den kemiska sammansättningen av urin.

Ämnen förekommer i urinen som vanligtvis saknas i den. Dessa ämnen kallaspatologiska komponenter.Idrottare observeras efter hårt arbete, följande patologiska komponenter.

1. Protein. Vanligtvis i urinen inte mer än 100 mg protein. Efter träning sker en betydande utsöndring av protein i urinen. Detta fenomen har fått ett namn proteinuri. Ju hårdare belastning, desto högre proteinhalt. Orsaken till detta fenomen kan vara skador på njurmembranen.Men att minska belastningen återställs helt normal sammansättning urin.

2. Glukos. I vila finns inget glukos i urinen. Efter ett träningspass finns ofta glukos i urinen. Detta beror på två huvudorsaker. Först överskott av blodsocker under fysiskt arbete. För det andra orsakar en kränkning av njurmembranen en kränkning av reabsorptionsprocessen.

3. Ketonkroppar. Innan arbetet detekteras inte ketonkroppar i urinen. Efter träning kan urin utsöndras in stora mängder ketonkroppar. Detta fenomen kallas ketonuri. Det är förknippat med en ökning av koncentrationen av ketonkroppar i blodet och en ökning av deras reabsorption i njurarna.

4. Laktat. Utseendet av mjölksyra i urinen observeras vanligtvis efter träning, vilket inkluderar övningar av submaximal kraft. Genom utsöndring av laktat i urinen kan man bedöma det totala bidraget från glykolys till energiförsörjningen av allt arbete som utförs av en idrottare under ett träningspass.

Tillsammans med påverkan på kemisk sammansättning urin förändrar fysisk aktivitet också urinens fysikalisk-kemiska egenskaper.

Densitet. Volymen urin efter träning tenderar att vara mindre, eftersom det mesta av vattnet förloras genom svett. Detta påverkar tätheten av urin, som ökar. En ökning av densiteten av urin är också förknippad med utseendet i den av ämnen som vanligtvis saknas i urinen.

Aciditet. Ketonkroppar och mjölksyra som utsöndras i urinen ändrar dess surhet. Vanligtvis är urinens pH 5 6 enheter. Efter jobbet kan det sjunka till 4 4,5 enheter.

Ju mer intensiv fysisk aktivitet, desto mermer betydande är de förändringar som observeras i sammansättningen av urin och blod.

Andra relaterade verk som kan intressera dig.vshm>
378.		BIOKEMI AV MUSKLER OCH MUSKELKONTRAKTION	712,31 KB
	BIOKEMI AV MUSKLER OCH MUSKELKONTRAKTION. Mekanismen för muskelkontraktion och avslappning. Den viktigaste egenskapen Musklernas funktion är att i processen med muskelkontraktion omvandlas den kemiska energin av ATP direkt till den mekaniska energin för muskelkontraktion. Biokemiskt skiljer de sig åt i mekanismerna för energiförsörjning för muskelkontraktion.
10034.		Sätt att minska lagren	106,84 KB
	Idag är företagens huvuduppgift en betydande förbättring av kvaliteten produktionsprocess, dess effektivitet, avkastning på investeringar, inklusive produktion, som är grunden för all produktion.
15050.		Sätt att minska kostnaderna för företaget LLC "Tomak-2"	138,77 KB
	Problemen med att minska kostnaderna i företaget, hitta sätt att lösa dem är komplexa och intressanta frågor i företagets moderna ekonomi. Problemet med kostnadsminskning är mycket relevant i modern ekonomiska förhållanden, eftersom dess lösning gör att varje specifikt företag kan överleva under hård konkurrens på marknaden, för att bygga ett starkt och starkt företag som kommer att ha god ekonomisk potential.
5067.		Släta muskler. Struktur, funktioner, reduktionsmekanism	134,79 KB
	Muskler eller muskler från lat. Muskler låter dig röra delar av kroppen och uttrycka tankar och känslor i handlingar. Släta muskler är integrerad del vissa inre organ och delta i att säkerställa de funktioner som dessa organ utför.
17984.		Utsikter för minskning och den socioekonomiska betydelsen av Ryska federationens offentliga skuld	395,55 kB
	Orsaker till offentlig skuld Ryska Federationen. Analys och toppmodern Ryska federationens interna skuld. Analys och nuvarande tillstånd för den statliga utlandsskulden i Ryska federationen. Utsikter för minskningen och den socioekonomiska betydelsen av Ryska federationens offentliga skuld...
11490.		Sätt att minska varaktigheten av omsättningen för detaljhandelsföretag (på material från Diana LLC, Kurgan)	176,54 KB
	Storleken på råvaruaktier är en syntetisk indikator som i viss mån gör det möjligt att utvärdera resultaten ekonomisk aktivitet, både enskilda handelsföretag, organisationer och branschen som helhet, samt effektiviteten i användningen av materiella och arbetskraftsresurser.
12159.		Om strategisk stabilitet i det förflutna och nuet och dess betydelse för utvecklingen av strategier för begränsning och minskning av vapen	17,33 KB
	Analysen av hot mot strategisk stabilitet bildades under senaste åren främst genom spridning av kärnvapen. Det visar sig att strategisk stabilitet i större utsträckning än tidigare är beroende av kränkningen av den regionala stabiliteten. Problemet med att säkerställa kärnkraftsstabilitet är fortfarande relevant för dyadiska relationer mellan Ryssland och USA.
7533.		programvara	71,79 KB
	Antivirus Konstigt nog, men det finns fortfarande ingen exakt definition av vad ett virus är. antingen inneboende i andra program som inte på något sätt är virus eller så finns det virus som inte innehåller ovanstående utmärkande egenskaper förutom möjligheten till distribution. makrovirus infekterar filer Word-dokument och Excel. Det finns ett stort antal kombinationer, till exempel filstartvirus som infekterar både filer och startsektorer på diskar.
9261.		Kvalitet och säkerhet	10,04KB
	Olika definitioner kvalitetsbegrepp kan alltså delas in i två huvudtyper: att tolka kvalitetsbegrepp som lämplighet för användning eller som överensstämmelse med tekniska och andra krav. Ingen av de många definitionerna av kvalitet är universell. Frågan uppstår: vad är ett kvalitetsledningssystem i de flesta främmande länder kvalitetsledningssystemet förstås som ett system som integrerar aktiviteterna i olika produktionsgrupper och fokuserar på ...
7780.		Säkerställande av informationssäkerhet	50,64 kB
	När man betraktar samhällets liv över historiskt långa tidsintervall (hundratals eller fler år) ur synvinkel allmän teori förvaltning kan sex nivåer av generaliserade sätt att hantera samhället urskiljas. Kontrollnivåerna är direkt relaterade till påverkan på samhället, inklusive genom krig.

Ett viktigt exempel användning av den anaeroba vägen att få energi är ett tillstånd av akut hypoxi. När andningen upphör och syrehalten i lungorna blir mycket låg kan den form av syre som är bundet till blodhemoglobinet vara källan till syre. Detta syre är tillräckligt för att upprätthålla metaboliska processer i cirka 2 minuter. För att upprätthålla livet efter denna tid krävs det ytterligare källa energi. En sådan källa under ca 1 min kan vara glykolys.
Glykogen, lagras i celler, bryts ner till pyrodruvsyra, sedan blir det mjölksyra, som diffunderar ut ur cellerna.

Mottagande energi genom anaeroba processer under extremt hög aktivitet är möjlig genom glykolys. Skelettmuskler kan visa extremt hög nivå prestanda inom några sekunder, men de kan inte bibehålla denna aktivitetsnivå längre. En stor mängd energi som krävs för sådan explosiv aktivitet kan inte erhållas genom syreuppdelning, eftersom. denna process är för långsam.

I sådana fall källan energi bli processer som inte kräver syretillförsel: (1) ATP som redan finns i muskelceller; (2) fosfokreatin; (3) energin som frigörs under den anaeroba nedbrytningen av glukos till mjölksyra.

Maximal mängd ATP närvarande i muskler är endast 5 mmol/l intracellulär vätska, och denna mängd kan bibehålla maximal muskelkontraktion i ungefär 1 sekund. Mängden fosfokreatin i celler är 3-8 gånger högre än denna mängd, men även när man använder allt fosfokreatin kan den maximala muskelkontraktionen inte vara mer än 5-10 sekunder.

Släpp energi genom glykolys utförs mycket snabbare än som ett resultat av oxidativa processer. Följaktligen extraherar kroppen det mesta av den överskottsenergi som krävs under en extrem nivå av muskelaktivitet som varar mer än 5-10 sekunder, men mindre än 1-2 minuter, genom glykolysprocesserna. Som ett resultat, mängden glykogen som finns i musklerna under intensiv muskelbelastningar minskar parallellt med ökningen av koncentrationen av mjölksyra i blodet.

Efter upphörande av muskelarbete används metaboliska oxidativa mekanismer omvandlar 4/5 av den bildade mjölksyran till glukos. Resten blir till pyrodruvsyra och oxideras i musklerna i cykeln citronsyra. Omvandlingen av mjölksyra till glukos sker främst i levern, sedan transporteras glukos med blodet till musklerna där det återigen lagras i form av glykogen.

Syreskuld manifesteras av en kraftig ökning av syreförbrukningen i slutet av tungt muskelarbete. Efter tungt muskelarbete observeras andnöd i minst några minuter, vilket möjliggör en ökning av syreförbrukningen. Den tid under vilken syreförbrukningen förblir hög är ibland ungefär en timme. Det extra syret används för att:
(1) den omvända omvandlingen av mjölksyra som ackumulerats under arbetet till glukos;
(2) omvänd omvandling av ackumulerad AMP och ADP till ATP;
(3) omvänd omvandling av kreatin och fosfat till fosfokreatin;
(4) återhämtning normal koncentration syre bundet till hemoglobin och myoglobin;
(5) öka syrekoncentrationen i lungorna till normala nivåer.
Sådan kraftig ökning syreförbrukning efter tungt muskelarbete kallas eliminering av syreskuld.

Aerob väg för ATP-återsyntes

Glykolytisk väg för ATP-återsyntes
Adenylatkinasreaktion
Samband mellan olika vägar för ATP-återsyntes under muskelarbete
Inkludering av ATP-resyntesvägar under fysiskt arbete
Relativa kraftzoner för muskelarbete
Båda faserna av muskelaktivitet - kontraktion och avslappning - fortsätter med den obligatoriska användningen av energi som frigörs under ATP-hydrolys:
ATP + H20 - ADP + H3P04 + energi
Reserverna av ATP i muskelceller är dock obetydliga och de räcker för muskelarbete i 1–2 sekunder. För att säkerställa längre muskelaktivitet i musklerna måste därför påfyllning av ATP-reserver ske. Bildandet av ATP i muskelceller direkt under fysiskt arbete kallas ATP-resyntes och kommer med energiförbrukning. Beroende på energikällan särskiljs flera vägar för ATP-återsyntes.
Följande kriterier används vanligtvis för att kvantifiera de olika ATP-resyntesvägarna:
a) maximal effekt, eller maximal hastighet, är den största mängden ATP som kan bildas per tidsenhet på grund av en given resyntesväg. Maxeffekten mäts i kalorier eller joule, baserat på att 1 mmol ATP motsvarar fysiologiska tillstånd ungefär 12 cal eller 50 J. Därför har detta kriterium dimensionen cal/min kg muskelvävnad respektive J/min-kg muskelvävnad;
b) implementeringstid - detta är den minsta tid som krävs för att ATP-återsyntes ska nå sin högsta hastighet, dvs. för att uppnå maximal effekt. Detta kriterium mäts i tidsenheter;
c) tiden för att bibehålla eller bibehålla maximal effekt är den längsta tiden för funktionen av en given väg för ATP-återsyntes med maximal effekt. Måttenheter - s, min, h;
d) metabolisk kapacitet är den totala mängden ATP som kan bildas under muskelarbete på grund av en given ATP-resyntesväg.
Beroende på syreförbrukningen delas resyntesvägar in i aerob och anaerob.

Aerob väg för ATP-återsyntes

Den aeroba vägen för ATP-resyntes är det huvudsakliga, grundläggande sättet för ATP-bildning som sker i muskelcellernas mitokondrier. Under vävnadsandning tas två väteatomer bort från det oxiderade ämnet och överförs genom andningskedjan till molekylärt syre - 02, som levereras av blod till musklerna från luften, vilket resulterar i vatten. På grund av den energi som frigörs under bildandet av vatten, syntetiseras ATP från ADP och fosforsyra. Vanligtvis, för varje bildad vattenmolekyl, syntetiseras tre ATP-molekyler.

I en förenklad form kan aerob ATP-resyntes representeras av schemat:

Oftast tas väte bort från mellanprodukterna i trikarboxylsyracykeln - Krebs-cykeln. Krebs-cykeln är det sista stadiet av katabolism, under vilket acetylkoenzym A oxideras till CO2 och H20. Under denna process tas 4 par väteatomer bort från de ovan listade syrorna och därför bildas 12 ATP-molekyler under oxidationen av en molekyl acetylkoenzym A.

I sin tur kan acetyl-CoA bildas av kolhydrater, fetter och aminosyror, d.v.s. genom acetyl-CoA är kolhydrater, fetter och aminosyror involverade i Krebs-cykeln:

Hastigheten för den aeroba vägen för ATP-återsyntes styrs av innehållet av ADP i muskelceller, som är en aktivator av vävnadsandningsenzymer. I vila, när det nästan inte finns någon ADP i cellerna, fortskrider vävnadsandningen i mycket låg hastighet. Under muskelarbete, på grund av den intensiva användningen av ATP, uppstår bildning och ackumulering av ADP. Det resulterande överskottet av ADP påskyndar vävnadsandningen och den kan nå sin maximala intensitet.

CO2 är en annan aktivator av den aeroba ATP-resyntesvägen. Den koldioxid som uppstår i överskott under fysiskt arbete aktiverar hjärnans andningscentrum, vilket i slutändan leder till en ökning av blodcirkulationshastigheten och en förbättring av syretillförseln till musklerna.

Den aeroba vägen för ATP-bildning kännetecknas av följande kriterier.

Maxeffekten är 350-450 cal/min-kg. Jämfört med anaeroba ATP-resyntesvägar har vävnadsandning den lägsta maximala effekten. Detta beror på att möjligheterna aerob process begränsas av tillförseln av syre till mitokondrier och deras mängd i muskelceller. Därför, på grund av den aeroba vägen för ATP-återsyntes, är det möjligt att utföra fysiska belastningar med endast måttlig kraft.

Installationstid - 3-4 min. En så lång utplaceringstid förklaras av det faktum att för att säkerställa maximal hastighet av vävnadsandning är det nödvändigt att omstrukturera alla kroppssystem som är involverade i syretillförsel till muskelmitokondrier.

Drifttiden med maximal effekt är tiotals minuter. Som redan nämnts är energikällorna för aerob ATP-återsyntes kolhydrater, fetter och aminosyror, vars nedbrytning fullbordas av Krebs-cykeln. Dessutom används för detta ändamål inte bara intramuskulära reserver av dessa ämnen, utan också kolhydrater, fetter, ketonkroppar och aminosyror som levereras av blod till musklerna under fysiskt arbete. I detta avseende fungerar denna ATP-resyntesväg med maximal effekt under så lång tid.

Aerob återsyntes har ett antal fördelar jämfört med andra processer av ATP-återsyntes i muskelceller. Det är mycket ekonomiskt: under denna process sker en djup nedbrytning av oxiderbara ämnen till slutprodukter- CO2 och H20 och därför frigörs en stor mängd energi. Så, till exempel, under den aeroba oxidationen av muskelglykogen, bildas 39 ATP-molekyler per varje glukosmolekyl som delas av från glykogen, medan under den anaeroba nedbrytningen av denna kolhydrat syntetiseras endast 3 ATP-molekyler per en glukosmolekyl. En annan fördel med denna återsyntesväg är mångsidigheten i användningen av substrat. Under aerob ATP resyntes, alla de viktigaste organiskt material organism: aminosyror, kolhydrater, fettsyror, ketonkroppar, etc. En annan fördel med denna metod för ATP-bildning är den mycket långa varaktigheten av dess arbete: i praktiken fungerar den konstant under hela livet. I vila är hastigheten för aerob ATP-återsyntes låg, under fysisk ansträngning kan dess kraft bli maximal.

Den aeroba metoden för ATP-bildning har dock också ett antal nackdelar. Så, verkan av denna metod är förknippad med den obligatoriska konsumtionen av syre, vars leverans till musklerna tillhandahålls av andnings- och kardiovaskulära system ami. Det funktionella tillståndet för det kardiorespiratoriska systemet är en begränsande faktor som begränsar varaktigheten av den aeroba vägen för ATP-återsyntes med maximal kraft och storleken på den maximala kraften i sig.

Möjligheterna för den aeroba vägen begränsas också av det faktum att alla enzymer av vävnadsandning är inbyggda i mitokondriernas inre membran i form av andningsensembler och fungerar endast i närvaro av ett intakt membran ffPH. Alla faktorer som påverkar membranens tillstånd och egenskaper stör bildningen av ATP på ett aerobt sätt. Till exempel observeras störningar i oxidativ fosforylering vid acidos, svullnad av mitokondrier och vid utveckling av friradikaloxidation av lipider som utgör mitokondriella membran i muskelceller.

En annan nackdel med aerob ATP-bildning kan betraktas som en lång utbyggnadstid och ett litet absolutvärde av maximal effekt. Därför kan muskelaktivitet, som är karakteristisk för de flesta sporter, inte fullt ut tillhandahållas genom detta sätt att återsyntes av ATP, och musklerna tvingas att dessutom inkludera anaeroba metoder för ATP-bildning, som har mer en kort tid utbyggnad och större maximal effekt.

I idrottsutövning används ofta tre indikatorer för att bedöma aerob fosforylering: maximal syreförbrukning, anaerob metabolismtröskel och syreinkomst.

MPC är den högsta möjliga hastigheten för syreförbrukning av kroppen under fysiskt arbete. Denna indikator kännetecknar den maximala effekten av den aeroba ATP-resyntesvägen: ju högre MIC-värdet är, desto högre mer värde den maximala hastigheten för vävnadsandning, detta beror på det faktum att nästan allt syre som kommer in i kroppen används i denna process. IPC är en integrerad indikator som beror på många faktorer: från funktionellt tillstånd kardiorespiratoriska systemet, om innehållet av hemoglobin i blodet, och myoglobin i musklerna, om antalet och storleken av mitokondrier. Hos otränade ungdomar är MIC vanligtvis 3-4 l/min, hos högklassiga idrottare som utför aerob träning är MIC 6-7 l/min. I praktiken, för att utesluta påverkan av kroppsvikt på detta värde, beräknas MIC per kg kroppsvikt. I det här fallet, hos unga människor som inte spelar sport, är MIC 40-50 ml / min-kg, och hos vältränade idrottare - 80-90 ml / min-kg.

I idrottsutövning används MIC också för att karakterisera den relativa kraften av aerobt arbete, vilket uttrycks som syreförbrukning i procent av MIC. Till exempel skulle den relativa kraften i arbete som utförs med en syreförbrukning på 3 L/min av en idrottare med en MIC på 6 L/min vara 50 % av MIC-nivån. TAN är den lägsta relativa arbetskraften, mätt som syreförbrukning i procent av MIC, vid vilken den glykolytiska vägen för ATP-resyntes börjar slås på. i otränad PANO är 40-50% av IPC, och hos idrottare kan TANO nå 70% av IPC. Högre värden av TANO hos tränade personer förklaras av det faktum att aerob fosforylering i dem ger mer ATP per tidsenhet, och därför slås den anaeroba vägen för ATP-bildning - glykolys - på vid höga belastningar. Syreinkomst är mängden syre som används under utförandet av en given belastning för att säkerställa aerob ATP-återsyntes. Syretillförseln kännetecknar vävnadsandningens bidrag till energiförsörjningen av det utförda arbetet.

Under påverkan av systematisk träning som syftar till utveckling av aerob prestanda ökar antalet mitokondrier i myocyter, deras storlek ökar och det finns fler vävnadsandningsenzymer i dem. Samtidigt förbättras syretransportfunktionen: innehållet av myoglobin i muskelceller och hemoglobin i blodet ökar, effektiviteten i kroppens andnings- och kardiovaskulära system ökar.

Anaeroba vägar för ATP-återsyntes

Anaeroba vägar för ATP-återsyntes är ytterligare sätt bildandet av ATP i de fall där det huvudsakliga sättet att få ATP - aerobic - inte kan ge muskelaktivitet nödvändig kvantitet energi. Detta händer under de första minuterna av något arbete, när vävnadsandningen ännu inte har utvecklats helt, såväl som när du utför fysiska belastningar med hög effekt.

Kreatinfosfatväg för ATP-resyntes (ofeatinkinas, alaktat)

I muskelceller finns det alltid kreatinfosfat - en förening som innehåller en fosfatgrupp associerad med en kreatinrest genom en makroenergetisk bindning. Innehållet av kreatinfosfat i musklerna i vila är 15-20 mmol/kg. Kreatinfosfat har en stor tillgång på energi och hög affinitet för ADP. Därför interagerar det lätt med ADP-molekyler som uppträder i muskelceller under fysiskt arbete som ett resultat av ATP-hydrolys. Under denna reaktion överförs fosforsyraresten med en energireserv från kreatinfosfat till en ADP-molekyl med bildning av kreatin och ATP:

Denna reaktion katalyseras av enzymet kreatinkinas. I detta avseende kallas denna väg för ATP-resyntes också kreatinkinas.

Kreatinfosfatreaktionen är reversibel, men dess balans skiftas mot bildandet av ATP, och därför börjar den ske omedelbart, så snart de första delarna av ADP uppträder i myocyter.

Under muskelarbete ökar aktiviteten av kreatinkinas avsevärt på grund av den aktiverande effekten av kalciumjoner på det, vars koncentration i sarkoplasman under inverkan av en nervimpuls ökar med nästan 1000 gånger. En annan mekanism för reglering av kreatin-fosfatreaktionen är associerad med en aktiverande effekt på kreatinkinas av kreatin som bildas under denna reaktion. På grund av dessa mekanismer ökar aktiviteten av kreatinkinas i början av muskelarbete kraftigt och kreatinfosfatreaktionen når mycket snabbt sin maximala hastighet.

Kreatinfosfat, som har ett stort utbud av kemisk energi, är ett bräckligt ämne. Fosforsyra kan lätt spjälkas av det, vilket resulterar i cyklisering av kreatinrester, vilket leder till bildning av kreatinin:

Bildandet av kreatinin sker spontant utan deltagande av enzymer. Denna reaktion är irreversibel. Det resulterande kreatininet används inte i kroppen och utsöndras i urinen. Därför kan utsöndringen av kreakinin i urinen användas för att bedöma innehållet av kreatinfosfat i musklerna, eftersom de innehåller huvudreserverna av denna förening.

Syntesen av kreatinfosfat i muskelceller sker under vila genom interaktion av kreatin med överskott av ATP:

Delvis kan kreatinfosfatreserver återställas under muskelarbete med måttlig kraft, där ATP syntetiseras på grund av vävnadsandning i en sådan mängd som är tillräcklig för att säkerställa myocyternas kontraktila funktion och för att fylla på kreatinfosfatreserver. Därför, under utförandet av fysiskt arbete, kan kreatinfosfatreaktionen slås på upprepade gånger.

De totala reserverna av ATP och kreatinfosfat kallas ofta för fosfagene.

Kreatin bildas i levern med hjälp av tre aminosyror: glycin, metionin och arginin. I sportövningar, för att öka koncentrationen av kreatinfosfat i musklerna, används glycin- och metioninpreparat som livsmedelstillsatser.

Kreatinfosfatvägen för ATP-resyntes kännetecknas av följande värden av accepterade kvantitativa kriterier:

Maxeffekten är 900-1100 cal/min-kg, vilket är tre gånger högre än motsvarande indikator för aerob resyntes. Ett så stort värde beror på den höga aktiviteten hos kreatinkinasenzymet och följaktligen den mycket höga hastigheten för kreatinfosfatreaktionen.

Driftstiden är endast 1-2 s. Som redan nämnts är de initiala reserverna av ATP i muskelceller tillräckliga för att säkerställa muskelaktivitet i bara 1-2 sekunder, och när de är uttömda fungerar kreatinfosfatvägen för bildandet av ATP redan i sin maximala hastighet. En så kort utbyggnadstid förklaras av verkan av mekanismerna för reglering av kreatinkinasaktivitet som beskrivs ovan, vilket gör det möjligt att kraftigt öka hastigheten för denna reaktion.

Arbetstiden vid maximal hastighet är endast 8-10 s, vilket är förknippat med små initiala reserver av kreatinfosfat i musklerna.

De främsta fördelarna med kreatinfosfatvägen för bildandet av ATP är en mycket kort drifttid och hög effekt, som har en extremt betydelse för fartstyrka sporter. Den största nackdelen med denna metod för ATP-syntes, som avsevärt begränsar dess kapacitet, är den korta tiden för dess drift. Den maximala hastighetshållningstiden är endast 8-10 s; i slutet av den 30:e s är hastigheten halverad. Och i slutet av den 3:e minuten av intensivt arbete stoppar kreatinfosfatreaktionen i musklerna praktiskt taget.

Baserat på denna egenskap hos kreatinfosfatvägen för ATP-återsyntes, bör det förväntas att denna reaktion kommer att vara den huvudsakliga energikällan för att ge kortsiktiga övningar med maximal kraft: sprint, hoppa, kasta, lyfta en skivstång, etc. Kreatinfosfatreaktionen kan aktiveras upprepade gånger under fysisk aktivitet, vilket gör det möjligt att snabbt öka kraften i det utförda arbetet, utveckla acceleration över en sträcka och avsluta sprinten.

Biokemisk bedömning av tillståndet för kreatinfosfatvägen för ATP-resyntes utförs vanligtvis enligt två indikatorer: kreatininkoefficient och mjölksyreskuld.

Kreatininkoefficienten är utsöndringen av kreatinin i urinen per dag per 1 kg kroppsvikt. Hos män varierar kreatininussöndringen från 18-32 mg / dag-kg och hos kvinnor - 10-25 mg / dag-kg. Kreatininkoefficienten kännetecknar reserverna av kreatinfosfat i musklerna, eftersom det finns ett linjärt samband mellan innehållet av kreatinfosfat och bildningen av kreatinin från det, eftersom denna omvandling fortskrider på ett icke-enzymatiskt sätt och är irreversibel. Därför är det med hjälp av kreatininkoefficienten möjligt att bedöma potentialen för denna väg för bildandet av ATP, dessutom, etc.

Den aeroba vägen för ATP-återsyntes kallas också vävnadsandning - detta är det huvudsakliga sättet för ATP-bildning, som äger rum i muskelcellernas mitokondrier. Under vävnadsandning tas två väteatomer bort från det oxiderade ämnet och överförs genom andningskedjan till molekylärt syre som levereras till musklerna av blod, vilket resulterar i vatten. På grund av den energi som frigörs under bildandet av vatten syntetiseras ATP-molekyler från ADP och fosforsyra. Vanligtvis, för varje bildad vattenmolekyl, syntetiseras tre ATP-molekyler.

Oftast avlägsnas väte från mellanprodukterna i trikarboxylsyracykeln (TCA). TCA är det sista stadiet av katabolism under vilket acetylkoenzym A oxideras till koldioxid och vatten. Under denna process tas fyra par väteatomer bort från syrorna som anges ovan och därför bildas 12 ATP-molekyler under oxidationen av en molekyl acetylkoenzym A.

I sin tur kan acetylkoenzym A bildas av kolhydrater, fetter, aminosyror, det vill säga genom denna förening är kolhydrater, fetter och aminosyror involverade i TCA.

Hastigheten för aerob ATP-metabolism styrs av innehållet av ADP i muskelceller, som är en aktivator av vävnadsandningsenzymer. Under muskelarbete ackumuleras ADP. Ett överskott av ADP påskyndar vävnadsandningen och den kan nå sin maximala intensitet.

En annan aktivator för ATP-återsyntes är koldioxid. Ett överskott av denna gas i blodet aktiverar hjärnans andningscentrum, vilket i slutändan leder till en ökning av blodcirkulationshastigheten och en förbättring av syretillförseln till muskeln.

maximal kraft aerob väg är 350 -450 cal/min-kg. Jämfört med anaeroba vägar för ATP-resyntes har vävnadsandning lägre hastigheter, vilket begränsas av hastigheten för syretillförsel till musklerna. Därför, på grund av den aeroba vägen för ATP-återsyntes, kan endast fysisk aktivitet med måttlig kraft utföras.

Utplaceringstidär 3-4 minuter, men för vältränade idrottare kan det vara 1 minut. Detta beror på det faktum att leveransen av syre till mitokondrierna kräver en omstrukturering av nästan alla kroppssystem.

Drifttid vid maximal effektär tiotals minuter. Detta gör det möjligt att använda denna väg under långvarigt muskelarbete.

Jämfört med andra ATP-resyntesprocesser i muskelceller har den aeroba vägen ett antal fördelar.

1. Lönsamhet: 39 ATP-molekyler bildas av en glykogenmolekyl, med anaerob glykolys endast 3 molekyler.

2. Universalitet Här fungerar olika ämnen som initiala substrat: kolhydrater, fettsyror, ketonkroppar, aminosyror.

3. Mycket lång drifttid. I vila kan hastigheten för aerob ATP-återsyntes vara låg, men under fysisk ansträngning kan den bli maximal.

Men det finns också nackdelar.

1. Obligatorisk syreförbrukning, som begränsas av hastigheten för syretillförsel till musklerna och hastigheten för syrepenetration genom mitokondriemembranet.

2. Lång driftsättningstid.

3. Liten när det gäller maximal effekt.

Därför kan den muskelaktivitet som är inneboende i de flesta sporter inte uppnås fullt ut genom detta sätt av ATP-återsyntes.

I idrottsutövning används följande indikatorer för att bedöma aerob återsyntes: maximal syreförbrukning (MOC), aerob metabolism-tröskel (AIO), anaerob metabolism-tröskel (ANOT) och syreintag.

IPC - Detta är den högsta möjliga hastigheten för syreförbrukning av kroppen under fysiskt arbete. Ju högre MIC, desto högre vävnadsandning. Ju mer tränad person, desto högre IPC. IPC beräknas vanligtvis per 1 kg kroppsvikt. Hos personer som inte är involverade i sport är MIC 50 ml / min-kg, och hos tränade människor når den 90 ml / min-kg.

I idrottsutövning används MPC också för att karakterisera den relativa kraften av aerobt arbete, vilket uttrycks som en procentandel av MPC. Till exempel skulle den relativa kraften i arbete som utförs med en syreförbrukning på 3 L/min av en idrottare med en MIC på 6 L/min vara 50 % av MIC-nivån.

PAO- detta är den högsta relativa arbetskraften, mätt som syreförbrukning i procent i förhållande till IPC. Stora PAO-värden indikerar en bättre utveckling av aerob resyntes.

ANSP - detta är den lägsta relativa drifteffekten, även mätt som syreförbrukning i procent av MIC. En hög TAN indikerar att aerob resyntes är högre per tidsenhet, så glykolys aktiveras vid mycket högre belastningar.

syretillförsel - detta är mängden syre (över nivån före träning) som används under en given träning för att säkerställa aerob ATP-återsyntes. Syretillförseln kännetecknar vävnadsandningens bidrag till energiförsörjningen av allt utfört arbete. Syretillförsel används ofta för att utvärdera allt utfört aerobt arbete.

Under påverkan av systematisk träning i muskelceller ökar antalet mitokondrier, kroppens syretransportfunktion förbättras, mängden myoglobin i musklerna och hemoglobin i blodet ökar.

Ämne:ENERGIFÖRSÖRJNINGMUSKELAKTIVITET

2. Aerobt sätt att återsyntes av ATP.

3. Anaeroba vägar för ATP-återsyntes.

4. Samband mellan olika vägar för ATP-återsyntes under muskelarbete. Zoner av relativ kraft av muskelarbete.

Ämne: BIOKEMISKA FÖRÄNDRINGAR I ORGANISMEN UNDER ARBETE I OLIKA CARAKTERA

1. Huvudmekanismerna för neurohumoral reglering av muskelaktivitet.

2. Biokemiska förändringar i skelettmuskulaturen.

3. Biokemiska förändringar i hjärnan och myokardiet.

4. Biokemiska förändringar i levern.

5. Biokemiska förändringar i blodet.

6. Biokemiska förändringar i urinen.

1. Kvantitativa kriterier för ATP-resyntesvägar.

Sammandragning och avslappning av muskeln kräver energi, som bildas under hydrolysen av ATP-molekyler.

ATP-reserverna i muskeln är dock obetydliga, de räcker för att arbeta med muskeln i 2 sekunder. Produktionen av ATP i muskler kallas återsyntes av ATP.

Således sker två parallella processer i musklerna - ATP-hydrolys och ATP-resyntes.

ATP-resyntes, till skillnad från hydrolys, kan fortgå på olika sätt, och totalt, beroende på energikällan, särskiljs de av tre: aerob (basic), kreatinfosfat och laktat.

Flera kriterier används vanligtvis för att kvantifiera de olika ATP-resyntesvägarna.

1. Maximal effekt eller maximal hastighet - detta är den största mängden ATP som kan bildas per tidsenhet på grund av denna återsyntesväg. Den maximala effekten mäts i kalorier eller joule, baserat på det faktum att en mmol ATP motsvarar fysiologiska tillstånd på cirka 12 cal eller 50 J. Därför har detta kriterium dimensionen cal / min-kg muskelvävnad eller J / min-kg muskelvävnad.

2. Utplaceringstid- detta är den minsta tid som krävs för att ATP-återsyntes ska nå sin högsta hastighet, det vill säga för att uppnå maximal effekt. Detta kriterium mäts i tidsenheter.

3. Dags att bibehålla eller bibehålla maximal effekt - detta är den längsta tiden för funktionen av denna väg för ATP-återsyntes med maximal kraft.

4. Metabolisk kapacitet -är den totala mängden ATP som kan genereras under muskelarbete från en given ATP-resyntesväg.

Beroende på syreförbrukning delas resyntesvägar in i aerob och anaerob.

2. Aerobt sätt att återsyntes av ATP

Den aeroba vägen för ATP-återsyntes kallas också vävnadsandning - detta är det huvudsakliga sättet för ATP-bildning, som äger rum i muskelcellernas mitokondrier. Under vävnadsandning tas två väteatomer bort från det oxiderade ämnet och överförs genom andningskedjan till molekylärt syre som levereras till musklerna av blod, vilket resulterar i vatten. På grund av den energi som frigörs under bildandet av vatten syntetiseras ATP-molekyler från ADP och fosforsyra. Vanligtvis, för varje bildad vattenmolekyl, syntetiseras tre ATP-molekyler.

Oftast avlägsnas väte från mellanprodukterna i trikarboxylsyracykeln (TCA). TCA är det sista stadiet av katabolism under vilket acetylkoenzym A oxideras till koldioxid och vatten. Under denna process tas fyra par väteatomer bort från syrorna som anges ovan och därför bildas 12 ATP-molekyler under oxidationen av en molekyl acetylkoenzym A.

I sin tur kan acetylkoenzym A bildas av kolhydrater, fetter, aminosyror, det vill säga genom denna förening är kolhydrater, fetter och aminosyror involverade i TCA.

Hastigheten för aerob ATP-metabolism styrs av innehållet av ADP i muskelceller, som är en aktivator av vävnadsandningsenzymer. Under muskelarbete ackumuleras ADP. Ett överskott av ADP påskyndar vävnadsandningen och den kan nå sin maximala intensitet.

En annan aktivator för ATP-återsyntes är koldioxid. Ett överskott av denna gas i blodet aktiverar hjärnans andningscentrum, vilket i slutändan leder till en ökning av blodcirkulationshastigheten och en förbättring av syretillförseln till muskeln.

maximal kraft aerob väg är 350-450 cal/min-kg. Jämfört med anaeroba vägar för ATP-resyntes har vävnadsandning lägre hastigheter, vilket begränsas av hastigheten för syretillförsel till musklerna. Därför, på grund av den aeroba vägen för ATP-återsyntes, kan endast fysisk aktivitet med måttlig kraft utföras.

Utplaceringstidär 3-4 minuter, men för vältränade idrottare kan det vara 1 minut. Detta beror på det faktum att leveransen av syre till mitokondrierna kräver en omstrukturering av nästan alla kroppssystem.

Drifttid vid maximal effektär tiotals minuter. Detta gör det möjligt att använda denna väg under långvarigt muskelarbete.

Jämfört med andra ATP-resyntesprocesser i muskelceller har den aeroba vägen ett antal fördelar.

1. Lönsamhet: 39 ATP-molekyler bildas av en glykogenmolekyl, med anaerob glykolys endast 3 molekyler.

2. Universalitet Här fungerar olika ämnen som initiala substrat: kolhydrater, fettsyror, ketonkroppar, aminosyror.

3. Mycket lång drifttid. I vila kan hastigheten för aerob ATP-återsyntes vara låg, men under fysisk ansträngning kan den bli maximal.

Men det finns också nackdelar.

1. Obligatorisk syreförbrukning, som begränsas av hastigheten för syretillförsel till musklerna och hastigheten för syrepenetration genom mitokondriemembranet.

2. Lång driftsättningstid.

3. Liten när det gäller maximal effekt.

Därför kan den muskelaktivitet som är inneboende i de flesta sporter inte uppnås fullt ut genom detta sätt av ATP-återsyntes.

I idrottsutövning används följande indikatorer för att bedöma aerob återsyntes: maximal syreförbrukning (MOC), aerob metabolism-tröskel (AIO), anaerob metabolism-tröskel (ANOT) och syreintag.

IPC - Detta är den högsta möjliga hastigheten för syreförbrukning av kroppen under fysiskt arbete. Ju högre MIC, desto högre vävnadsandning. Ju mer tränad person, desto högre IPC. IPC beräknas vanligtvis per 1 kg kroppsvikt. Hos personer som inte är involverade i sport är MIC 50 ml / min-kg, och hos tränade människor når den 90 ml / min-kg.

I idrottsutövning används MPC också för att karakterisera den relativa kraften av aerobt arbete, vilket uttrycks som en procentandel av MPC. Till exempel skulle den relativa kraften i arbete som utförs med en syreförbrukning på 3 L/min av en idrottare med en MIC på 6 L/min vara 50 % av MIC-nivån.

PAO- detta är den högsta relativa arbetskraften, mätt som syreförbrukning i procent i förhållande till IPC. Stora PAO-värden indikerar en bättre utveckling av aerob resyntes.

ANSP - detta är den lägsta relativa drifteffekten, även mätt som syreförbrukning i procent av MIC. En hög TAN indikerar att aerob resyntes är högre per tidsenhet, så glykolys aktiveras vid mycket högre belastningar.

syretillförsel - detta är mängden syre (över nivån före träning) som används under en given träning för att säkerställa aerob ATP-återsyntes. Syretillförseln kännetecknar vävnadsandningens bidrag till energiförsörjningen av allt utfört arbete. Syretillförsel används ofta för att utvärdera allt utfört aerobt arbete.

Under påverkan av systematisk träning i muskelceller ökar antalet mitokondrier, kroppens syretransportfunktion förbättras, mängden myoglobin i musklerna och hemoglobin i blodet ökar.