АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Енергетика м’язового скорочення

Прочитайте:
  1. E.Скорочення фази швидко хвильового сну
  2. N Скорочення матки поступово зменшуються, вони менш виражені в нижньому сегменті і шийці.
  3. Визначте, при якому невідомому захворюванні спостерігається скорочення серця зменшеної амплітуди?
  4. Для діагностики скорочення лютеїнової фази циклу аналізують криву базальної температури (вона
  5. Зробити графічне скорочення слів.
  6. МЕХАНІЗМ СКОРОЧЕННЯ ТА РОЗСЛАБЛЕННЯ СЕРЦЯ.
  7. Механізми м'язового скорочення і розслаблення
  8. Найбільш важливі рецептурні скорочення
  9. Не тягніть за пуповину до початку скорочення матки, просто утримуйте пуповину в стані легкого натяжіння

Робота м’язових міофібрил здійснюється за принципом хемодинамічної машини, в якій хімічна енергія прямо переходить в механічну, обминувши теплову. Звідси і високі величини коефіцієнта корис­ної дії роботи окремих м’язів (30-40 %).

Безпосереднім джерелом енергії для м’язовог: скорочення є аденозинтрифосфат (АТФ). Його розче­плення зв’язане з дією міозину як ферменту. При цьому утворюються аденозиндифосфат АТФ), відще­плюється фосфатна група і виділяється біля 10 ккал енергії. Відновлення АТФ йде за рахунок креатинфо-сфату (КФ), вуглеводів, жирів і рідше білків. Енергія розпаду цих речовин забезпечує зв’язок АДФ і фос­фату з утворенням АТФ (мал.9). Робота при якій ре-синтез АТФ здійснюється переважно аеробним шля­хом, називається аеробною, якщо ж енергозабезпе­чення діяльності в основному йде без участі кисню, то така робота називається анаеробною.

Відновлення АТФ в працюючому м’язі здійсню­ється за допомогою трьох енергосистем: фосфатної лактацидної, кисневої. Перші дві енергосистеми – фос­фатна і лактацидна – анаеробні, третя – аеробна. Відмін­ність однієї енергосистеми від іншої полягає у викорис­танні для енергопродукції різних речовин (енерго-субстратів) в їх енергоємності і енергопотужності.

Енергоємність системи – це максимальна кіль­кість енергії, яка може бути утворена за рахунок даної системи. Енергопотужність – це найбільша кі­лькість енергії, яка може бути утворена за рахунок даної енергосистеми в одиницю часу. Ємність енер­госистеми визначає тривалість роботи, її загальний обсяг; потужність енергосистеми зумовлює граничну інтенсивність діяльності. Отже, участь кожної з енер­госистем в енергозабеспеченні м’язової діяльності визначається її потужністю і тривалістю. Потужність фосфатної енергосистеми – 36 ккал/хв, лактацидної – 12 ккал/хв, кисневої (при окисленні глікогену і глю­кози) – 8 ккал/хв і 4 ккал/хв – при окисленні жирів: ємність указаних енергосистем відповідно рівна – 5. 12, 800 і 60 000 ккал енергії. Роль окремих енергосис­тем в енергозабезпеченні циклічної роботи подана на мал.10.

У стандартної людини, ва­гою 70 кг м’язова маса складає біля 40% маси тіла, тобто при­близно 30 кг. У найбільш типо­вих видах глобальної м’язової діяльності бере участь біля 2/3 всієї м’язової маси. Загальна ма­са м’язів, що скорочуються (ак­тивна м’язова маса), – 20 кг. Цю величину м’язової маси і беруть за основу при розрахунках ємно­стей і потужностей енергетичних систем. Найбільшою енергетич­ною ємністю з усіх м’язових джерел енергії володіють жири. Один моль жирів при окисленні дає 2400 ккал, 1 моль глюкози при анаеробному розщепленні -50 ккал, при аеробному – біля 700 ккал, 1 моль АТФ забезпечує 10 ккал, 1 моль КФ – 10, 5 ккал.

Мал.9 Енергетичний обмін в м’язах (за А.Леві і Ф.Сікевицем, 1971): 1-ресинтез АТФ за рахунок енергії КрФ; Н-міокіназна реакція ресинтезу А ТФ з двох молекул АДФ; Ш-ресинтез А ТФ за рахунок безкисневого розпаду вуглеводів.

Мал.10. Доля аеробних і анаеробних енергоджерел (в %) нарізних дистанціях легкоатлетичного бігу (Я.М.Коц, 1986).

Фосфатна енергосистема. При дії цієї енерго­системи ресинтез АТФ здійснюється за рахунок креатинфосфату (АТФ і КФ відносяться до групи фосфагенів). При розпаді КФ утворюється креатин, незв’язаний фосфат і біля 10.5 ккал енергії (в розрахун­ку на 1 моль КФ), яка негайно використовується для ресинтезу АТФ. Таким чином, КФ – це перший енер­гетичний резерв м’яза, безпосереднє джерело енергії для відновлення АТФ.

Фосфатна енергосистема найбільш потужна – 36 ккал/хв, її енергія завжди використовується на початку м’язових скорочень і особливо при використанні корот­кочасних напружених навантажень – (спринтерський біг, підняття штанги, метання, стрибки тощо). Ємність фос­фатної системи невелика, приблизно 5 ккал. Саме цим і пояснюється невелика тривалість граничних наванта­жень. Так, енергозабезпечення спринтерського бігу з енергозапитом 1 ккал/с за рахунок даної енергосистеми мо­же тривати не більше 5 с. Таким чином, запаси КФ для ресинтезу АТФ обмежені, тому при більш тривалій робо­ті вслід за фосфатною енергосистемою включаються в дію інші енергосистеми – гліколітична і аеробна.

Лактацидна енергосистема. Вона забезпечує ресинтез АТФ і КФ шляхом анаеробного розщеплен­ня глікогену (анаеробний глікогеноліз) і глюкози (глі­коліз). Внаслідок цих реакцій утворюється значна кількість молочної кислоти – лактациду.

Глікогеноліз, що проходить в м’язах, має перевагу над гліколізом. При розщепленні однієї глюкозної одиниці, одержаної з м’язового глікогену, в процесі гліколізу утворюється 30 ккал енергії, а з молекули глюкози – 20 ккал. Лактацидна енергосистема має першочергове значення в енергозабезпеченні фізич­них навантажень тривалістю від 20-30 с, до 1-3 хв. В цей період в крові виявляється і найбільший вміст молочної кислоти. При менш тривалій роботі енерге­тична роль лактацидної енергосистеми зменшується.

Потужність лактацидної енергосистеми – 12 ккал/хв, енергоємність – 12 ккал. Важливим фактором, який лімі­тує ємність лактацидної енергосистеми, є лактацид. На­громаджуючись у м’язах, молочна кислота пригнічує активність гліколітичних ферментів (фосфорилаз, фосфофруктокінази), що в свою чергу призводить до зни­ження швидкості гліколізу, а, значить, енергоутворення.

Лактацидна енергосистема завжди активна в тих ви­падках, коли працюючі м’язи не забезпечуються необхідною кількістю кисню. Такі умови виникають при вико­нанні роботи великої потужності, а також на самому по­чатку і на фініші будь-якої роботи, коли постачання м’язів киснем відстає від потреби в ньому (кисневий де­фіцит), а також при статичному скороченні м’язів, коли через високий внутрішньом’язовий тиск різко обмежу­ється кровопостачання і забезпечення м’язів киснем.

Киснева енергосистема. Однією з причин знижен­ня працездатності спортсмена, який виконує напружену фізичну роботу, є дефіцит кисню. Він завжди виникає за умови, коли кисневий запит більший максимального споживання кисню (МСК). Для повного окислення про­дуктів розпаду, що утворилися при виконанні напруженої роботи, необхідно більше 20 л кисню за 1 хв., в той час як МСК не перевищує 5-6 л/хв. Основними енергосубстратами кисневої енергосистеми є вуглеводи і жири. Спів­відношення їх використання визначається потужністю аеробної роботи (рівнем МСК): чим вона вища, тим бі­льший енергетичний вклад вуглеводів, що окислюються, і відповідно менший вклад жирів в загальну енергопродукцію працюючих м’язів.

Енергозабезпечення тривалих фізичних наванта­жень (споживання кисню до 50 % від МСК) прохо­дить переважно за рахунок окислення жирів; при на­вантаженнях, близьких до МСК, основна частина ае­робної енергопродукції утворюється за рахунок окис­лення вуглеводів. Киснева енергосистема, в основі якої лежать процеси окислення вуглеводів (глікогену і глюкози) і жирів до Н2О і СО2, має найбільшу енер­гетичну ємність і найменшу потужність.

При аеробному розщепленні однієї молекули глюкози до молочної кислоти утворюється 2 молеку­ли АТФ, а при повному аеробному розщепленні одні­єї молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ (з глюкоодиниці глікогену відповідно – 3 молекули АТФ і 39 молекул АТФ). На синтез 1 моля АТФ при аеробному розщепленні глюкози необхідно 3,54 л кисню, а при розпаді глікогену – 3,45 л кисню. Тому м’язовому глікогену, як енергосубстрату надається перевага при виконанні інтенсивної м’язової роботи: чим більша потужність роботи, тим більша швидкість розщеплення м’язового глікогену. Аеробний глікоге­ноліз переважає при потужності роботи до 70% від МСК. При більш високих навантаженнях збільшуєть­ся швидкість аеробного глікогенолізу, проте при цьо­му утворюється в 13 разів менше АТФ, ніж при аеробному розпаді глікогену. Отже, вуглеводи, як енерге­тичний субстрат використовуються організмом як в мовах анаеробної, так і в умовах аеробної роботи.

 


Мал.11. Відносний внесок (в %) різних енергосистем в енергозабезпеченні вправ різної максимальної тривалості (Я.М.Коц, 1986),

 

Потужність кисневої енергосистеми при окисленні глюкози і глікогену – 8 ккал/хв., енергоємність – 500 ккал. В час роботи використовується біля 50-60 г глікогену печінки і 200-250 г глікогену м’язів (середній запас глікогену в печінці приблизно 70-80 г, у м’язах-300 г). Сюди ж слід додати біля 30% глюкози, яка утво­рюється в печінці за рахунок окислення лактациду.

Важливим субстратом кисневої енергосистеми є -яри. В нормі вони становлять 20% маси тіла. Біля 5% усіх жирових запасів знаходиться в м’язах у ви­гляді тригліцеридів, які складаються з однієї молеку­ли гліцерину і трьох молекул жирних кислот. В час хоботи м’язів окислюються як вільні жирні кислоти в крові, так і тригліцириди. Процес окислення прохо­дить в мітохондріях і називається бета-окисленням.

Питома енергоємність (кількість енергії, що міс­титься у ваговій одиниці енергосубстрату) жирів най­більша, це найлегше «пальне» (при розпаді 1 г жиру виділяється 9,3 ккал, а 1 М жиру дає 2400 ккал). Най­більша у жирів і загальна енергоємність – біля 60 000 ккал (цієї енергії вистачило б для легкого бігу протягом 5-7 діб). Проте жири поступаються перед вуглеводами при порівнянні кількості енергії, що утворюється з одиниці використаного кисню (калоричний еквівалент кисню при окисленні вуглево­дів – 5,05, жирів – 4,7). Саме тому у жирів, в порів­нянні з вуглеводами, вдвічі менша максимальна енергопотужність, і їхнє використання в енергозабезпе­ченні зменшується в міру зростання потужності ви­конуваної роботи. Загальна схема ролі окремих енер­госистем в енергозабезпеченні вправ різної максима­льної тривалості подана на мал. 11.

Великі резерви енергетичних потужностей, яких досягають фізкультурники і спортсмени виконанням інтенсивних і тривалих фізичних навантажень, є не­обхідною передумовою міцного здоров’я. Такі наван­таження тренують майже всі робочі системи забезпе­чення – серце, кровоносні судини, печінку, нирки і одночасно – регулюючі системи.


Дата добавления: 2015-11-26 | Просмотры: 2311 | Нарушение авторских прав







При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.004 сек.)