Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Энергетика мышечного сокращения
· Хемодинамический принцип –химическая энергия превращается в механическую. · АТФ –непосредственныйисточник химической энергии для мышечного сокращения и расслабления (рис.). Макронутриенты (углеводы, жиры и белки) не используются непосредственно для энергетических потребностей клеток. Энергия молекулярных связей, освобождающаяся при расщеплении макронутриентов, хранится в виде АТФ (10 ккал энергии на 1 моль АТФ) (рис.)
Рис. Структура молекулы АТФ (А); высвобождение энергии при расщеплении АТФ (Б).
Запасы АТФ в мышцах достаточны на 1-2 с работы (10 одиночных сокращений). При этом количество АТФ в мышцах не может изменяться, так как при отсутствии АТФ в мышцах развивается контрактура (не работает кальциевый насос и мышцы не в состоянии расслабляться), а при избытке - теряется эластичность. Энергетическая ценность макронутриентов · При полном расщеплении в организме с образование конечных продуктов (вода и углекислый газ + азотосодержащие соединения для белков) 1 г белка или 1 г углеводов высвобождают 4,1 ккал/г энергии (физиологический калорический коэффициент), а жиры – 9,3 ккал/г. (Для сравнения – при сгорании спички выделяется примерно 0,5 ккал). · Основными источниками энергии являются углеводы и жиры. Белки используются в энергетических целях при недостатке углеводов и жиров. · Углеводы o Расщепляются до глюкозы. Избыток откладывается в виде полисахарида – гликогена в печени и мышцах. o Запасы гликогена достаточны для образования 1200-2000 ккал энергии: гликоген печени около 110 г, гликоген мышц – около 250 г + глюкоза в жидких средах организма – около 15 г. (Этого достаточно для пробегания около 30 км). · Жиры o Основной источник – триглицериды. Расщепляются до глицерина и жирных кислот. Только свободные жирные кислоты используются для образования АТФ. o Депонируются в жировой ткани. Основным депо жира в организме является подкожная жировая клетчатка (около 7,8 кг; 70000 - 75000 ккал). · Белки o Расщепляются до аминокислот (АК), которые используются для образования энергии. o Обеспечивают 5-10% энергии при интенсивной мышечной работе. Три основных источника АТФ в организме
Восполнение запасов АТФ осуществляется за счет анаэробного(безкислородного) и аэробного(с использованием кислорода) метаболизма(рис.).
Рис. 3 источника АТФ в организме (на примере скелетной мышцы). 1 - регенерирование АТФ креатинфосфатом, 2 - анаэробный гликолиз, 3 - ЦТК Анаэробный метаболизм · Расщепление креатинфосфата (КрФ)ианаэробноефосфорилирование АДФ (регенерирование АТФ) (рис.) – фосфагенная система. Рис. Регенерирование АТФ за счёт энергии креатинфосфата
o КрФ является высокоэнергетическим соединением (как и АТФ), но его энергия, высвобождающаяся при расщеплении, не может быть непосредственно использована на совершение работы в клетке. Эта энергия используется для ресинтеза АТФ. o Характеризуются высокой скоростью реакций и коротким латентным периодом; наибольшая эффективность достигается к 5-6 с работы. o КрФ выполняет роль кратковременного источника энергии ввиду ограниченности запасов в клетке. Запасы достаточны на 3-15 с спринтерского бега. o Эффективность: на 1 моль КрФ образуется 1 моль АТФ. · Анаэробный гликолиз – лактацидная система o Гликолиз - ферментативное расщепление глюкозы, поступающей в клетки из крови, или внутриклеточного гликогена для производства АТФ и/или рефосфорилирования креатина. o Имеет низкую эффективность: на каждый моль расщепленной глюкозы образуется 2 моля АТФ, а на моль гликогена – 3 моля АТФ (1 АТФ используется на превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат) и высокую инертность. (В гликолизе участвует 12 ферментативных реакций). o Максимальная мощность достигается к концу первой минуты работы; обеспечивает клетки энергией в течение 30-150 сек. o Важен при высокой кратковременной нагрузке (до 2-х мин), при резком увеличении интенсивности длительной менее интенсивной работы, при недостатке кислорода во время статической работы. o Конечным продуктом анаэробного гликолиза является молочная кислота (лактат - соль молочной кислоты), которая угнетает гликолитические ферменты и ограничивает гликолиз, а также снижает способность мышечных волокон связывать кальций – уменьшение сократимости. (Ограничение использования глюкозы связано с угнетением гликолиза накопившимся лактатом, а не с уменьшением запасов гликогена в мышцах.) Примечание. Гликолиз требует затрат энергии. На образование глюкозо-6-фосфата из глюкозы (промежуточный продукт гликолиза) требуется 1 АТФ. Системы АТФ-КрФ и анейробный гликолиз обеспечивают мышечную деятельность всего на несколько минут. Для дальнейшей работы необходима окислительная система. В целом, анаэробный метаболизм имеет значение при высокоинтенсивной кратковременной нагрузке (например спринтерский бег или силовые упражнения), при резком увеличении интенсивности длительной менее интенсивной работы, при недостатке кислорода во время статической работы, а также в начале любого вида физической активности. Анаэробная нагрузка применяется для тренировки мышц в условиях интенсивной и резкой нагрузки (силовая тренировка).
Аэробный метаболизм · Аэробный метаболизм o Образование энергии происходит с участием окислительной системы (цикла трикарбоновых кислот - ЦТК (цикл Кребса), сопряжённого с электронно-транспортной цепью и процессами окислительного фосфорилирования АДФ). o Приводит к образованию конечных продуктов метаболизма (углекислого газа, воды и азотистых соединений) и выделению свободной энергии. o Обеспечивает энергией в условиях достаточного поступления кислорода (достаточное развёртывание функций кислород-транспортирующих систем и уровня максимального потребления кислорода). Ограничивается доступностью кислорода. o Имеет высокую эффективность (по количеству образововшейся АТФ на единицу субстрата), но меньшую скорость, чем анаэробный метаболизм o Имеет значение при физической активности относительно низкой интенсивности, но высокой продолжительности (ходьба или походы, подвижные игры, танцы, бег на длинные дистанции и т.п.). o Аэробные тренировки укрепляют дыхательные мышцы, скелетную мускулатуру, миокард; повышают вентелляционный возможности дыхательной системы, транспорт кислорода кровью, циркуляцию крови, улучшают психическое состояние и оказывают другие положительные эффекты на организм. Применяются для тренировки аэробной выносливости.
Поскольку в любом виде физической активности имеется оба компонента, понятие аэробной и анаэробной физической активности основано на преобладание того или иного компонента.
|
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 561. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |