лекции по физре (550777), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Глюкоза находится в мышцах – до 2% и в печени – до 6% от их массы.Но все же углеводные запасы организма небезграничны.Главный путь ресинтеза АТФ – дыхательное фосфорилирование. В Этом случаеокислению могут подвергаться самые различные соединения: углеводы, продукты ихнеполного окисления – молочная и пировиноградная кислоты, образующиеся из жиров,жирные кислоты и глицерин, продукты расщепления белков – аминокислоты,предварительно лишившиеся своей содержащей азот аминогруппы.Процесс аэробного окисления намного сложнее и многоэтапнее гликолиза. Затовозможности аэробного генерирования АТФ почти безграничны, так как субстратыокисления практически неисчерпаемы.

Вспомним хотя бы количество жира в жировыхтканях, который может быть мобилизован, а продукты его расщепления подвергнутыокислению.Сопоставим плюсы и минусы рассмотренных механизмов ресинтеза АТФ.Креатинкиназный путь максимально эффективен. Он не дает никаких побочныхпродуктов и на требует никаких дополнительных затрат, а запущен может бытьмоментально. Основной минус в том, что его хватает ненадолго.Гликолиз хорош тем, что тоже не требует повышенного снабжения организмакислородом. Кроме того, он обладает гораздо большим резервом, чем креатинкиназныйпуть ресинтеза АТФ. Но он, во-первых, малоэффективен.

Во-вторых, запасы гликогена ворганизме хотя и велики, но далеко не безграничны и легко могут быть исчерпаны. Втретьих, гликолиз способствует наводнению организма молочной кислотой, концентрациякоторой в мышцах и в крови, куда она переходит из мышц, может возрастать в 10 раз иболее. В-четвертых, "за-пуск" гликолиза требует некоторого времени. Он не настолькомоментален, как креатинкиназная реакция, и полное развертывание его возможностейтребует 10-20 сек.Наконец, дыхательное фосфорилирование – высокоэффективно и дает большоеколичество молекул АТФ.

Конечные продукты его – вода и углекислота – безвредны,избыток углекислоты легко удаляется через легкие с выдыхаемым воздухом. Еслигликолизу могут подвергаться только углеводы, то здесь круг возможных субстратовокисления велик, разнообразен и почти неисчерпаем. Однако этот путь ресинтеза АТФтребует повышенного снабжения организма кислородом, что в практической жизни невсегда может быть в должной мере осуществлено.При всякой мышечной деятельности повышается поглощение кислорода, и чем онаинтенсивнее, тем кислорода требуется больше. Например, при ходьбе со скоростью 4 км/чпо ровной дороге потребность в кислороде (по сравнению с состоянием покоя) возрастаетв 4 раза, при ходьбе со скоростью 8 км/ч – в 10 раз, а при спортивном беге на короткие исредние дистанции – в 30-50 раз.Таким образом, существует определенная последовательность включения и преобладанияразличных путей ресинтеза АТФ по мере продолжения мышечной деятельности: первые2-3 сек расщепление только АТФ; затем начинается ее ресинтез от 3 до 20 сек –преимущественно за счет КФ; через 30-40 сек максимальной интенсивности достигаетгликолиз; в дальнейшей постепенно все больше превалирует аэробное окисление.Наконец в аварийных ситуациях включается последний, самый невыгодный дляорганизма путь ресинтеза АТФ - миокиназный.В физиологии труда и спорта принято различать и подразделять мышечную деятельностьпо зонам интенсивности и мощности: работа максимальной, субмаксимальной, большой иумеренной мощности.

Существует и другое подразделение: работа в анаэробной,смешанной и аэробной зонах энергообеспечения. По зонам интенсивности работа делитсятоже на четыре класса и определяется по ответной реакции организма на нагрузку.Нулевая зона – ЧСС до 130 уд/мин; первая зона – ЧСС до 150 уд/мин; вторая зона – ЧССдо 180 уд/мин; третья зона – ЧСС свыше 180 уд/мин. Работа в максимальной зоне –анаэробный режим; работа в субмаксимальной зоне – смешанный режим; работа вбольшой и умеренной зоне мощности – аэробный режим энергообеспечения.Каким же образом происходит регуляция биоэнергетики мышечной системы?Организм человека представляет собой сложнейшую саморегулирующуюся систему сбесконечным количеством прямых и обратных связей.Главнейшим и центральным регулятором является нервная система, объединяющаяорганизм в единое целое, обуславливающая его целостную реакцию на все изменения вовнешней и внутренней среде и упорядочивающая все физиологические отправленияорганизма.

Другим важный регулятором служит система эндокринных желез,выделяющая в кровь биологически активные вещества – гормоны, стимулирующиефизиологические функции и химические процессы обмена веществ в тканях и органах.Наконец, сами химические процессы обмена веществ протекают так, что способны ксаморегуляции.Естественно, что все эти принципы регуляции распространяются и на мышечную систему,на те химические процессы, что происходят в работающих мышцах. Следовательно,биоэнергетическая регуляция в мышцах совершается тремя путями.

Это химическаяавторегуляция реакций в мышцах, эндокринная регуляция с помощью гормонов и нервнаярегуляция.А что же происходит в мышце во время отдыха, когда работа ее заканчивается? Сразу женеобходимо оговориться: отдых и покой – далеко не одно и тоже. Покой – состояниепассивное, а отдых активен.

Во время отдыха восстанавливаются нормальные (дорабочие)биохимические соотношения в мышцах (и организме в целом), нарушенные мышечнойдеятельностью, и восполняется то, что было затрачено на эту деятельность.В момент отдыха регенерируется КФ, гликоген, фосфолипиды, мышечные белки и,конечно, АТФ, в результате чего в мышце устанавливаются дорабочие соотношения еехимических ингредиентов.Интересно, то, что надо ресинтезировать КФ, гликоген и АТФ, понятно и без специальныхобъявлений. Но причем же фосфолипиды и белки? До сих пор о них и речи не было. А неговорили мы о них потому, что они не относятся к числу источников энергии мышечнойдеятельности.

Оказывается, что все химические соединения в организме существуютопределенный срок, измеряемый "полураспадом жизни", т.е. тем временем, за котороеданное вещество наполовину обновит свой состав. Разрушение белков и фосфолипидов нетребует больших затрат энергии, а для обратного синтеза это необходимо, и здесь, как вовсех биологических процессах, источником энергии служит АТФ.

Поэтому в организмевсегда существует конкуренция за использование АТФ между функциональнойдеятельностью в нашем случае – мышечными сокращениями и пластическим обменом(т.е. биологическими синтезами). В состоянии покоя все уравновешено: АТФ хватает и нато и на другое. Но при мышечной деятельности равновесие смещается в сторонупреобладания использования АТФ для мышечных сокращений, а пластические процессыоказываются обделенными.В результате при интенсивной или очень длительной мышечной деятельности, когда вмышцах возникает дефицит АТФ, процессы разрушения начинают превалировать надпроцессами обратного синтеза.Таким образом, восстановление нормальной деятельности мышц началось практическиодновременно, а вот заканчивается этот процесс, как во всякой биологической системе,выведенной из состояния равновесия не линейно, а колебательно.

Поэтому ивосстановление в период отдыха – процесс колебательный. В основе этого колебательноговосстановления лежит явление суперкомпенсации. Таким образом, во время отдыха послеработы не только восстанавливается дорабочее состояние мышц (и организма в целом), нои на какой-то период создаются условия для повышенной работоспособности.Характер работы определяет строение и энергетику мышц. Движения человекамногосложны и разнообразны. Он может идти, бежать, прыгать, передвигать, поднимать инести большие тяжести, бросать те или иные предметы, придавая им значительнуюкинетическую энергию, например спортсмен-дискобол, копьеметатель или толкательядра, или солдат, бросивший гранату.

А вместе с тем какие тонкие, чрезвычайно точные ибыстрые движения руками и пальцами совершает человек, играя на музыкальныхинструментах, производя хирургические операции, рисуя миниатюру или изготовляяювелирное изделие.Значит, мышца человека способна выполнять различную работу, а это не может не найтиотражения в ее строении, и в химических процессах, происходящих в мышцах при разногорода деятельности. Ведь недаром один из классиков естествознания - В.

Py писал, что"функция строит орган".Еще П.Ф.Лесгафт делил мышцы на сильные и ловкие. Сильные при работе могутпроявлять большую силу при незначительном напряжении и долго не утомляться.Ловкие мышцы отличаются быстротой сокращения. Сильно напрягаясь, они быстроутомляются. Поверхность опоры этих мышц на костях невелика и лежит ближе к точкеопоры рычага. Они обладают параллельно расположенными длинными волокнами.

Крометого, у них несколько головок (две-три), которые могут сокращаться изолированно. Всеэто позволяет такому типу мышц производить мелкие, точные и разнообразные движения.Выявлена определенная закономерность: чем большую и более длительную нагрузкунесет мышца, тем более (выше) в ней возможности дыхательного ресинтеза АТФ.В мышце имеются волокна, которые, как говорится, "от одних ушли, а к другим непришли”, стоящие по своим свойствам между первым и вторым типом. Их называютпереходными волокнами.

Характеристики

Список файлов лекций