Премудрости биохимии

В  дискуссиях частенько упоминаются разные тонкости и премудрости процессов, происходящих в нашем организме. Я подумал, что было бы неплохо наглядно пояснить некоторые из них.

Итак, основой для работы мышц является АденозинТриФосфорная кислота, или АТФ. Это - топливо для мышц. При сокращениях мышцы расщепляют АТФ, используя выделяемую при этом энергию для своей работы и образуя новое соединение - АденозинДиФосфорную кислоту, или АДФ. Запасы АТФ в мышцах очень малы, они расходуются полностью в течении всего 1-2 секунд после начала работы. Поэтому, для продолжения работы мышц требуется постоянный ресинтез АТФ из АДФ. Но и для ресинтеза нужна энергия. Где же ее взять?

Схема энергообеспечения работы мышц.

Существует три пути ресинтеза АТФ.

Первый - фосфатный.

Фосфатный механизм ресинтеза АТФ включает использование имеющихся запасов АТФ в мышцах и быстрый ее ресинтез за счет высокоэнергетического вещества креатинфосфата (КФ), запасы которого в мышцах ограничиваются 6-8 с интенсивной работы. Реакция ресинтеза АТФ с участием КрФ выглядит следующим образом:

Фосфатная система отличается очень быстрым ресинтезом АТФ из АДФ, однако она эффективна только в течение очень короткого времени. При максимальной нагрузке фосфатная система истощается в течение 10 с. Вначале в течение 2 с расходуется АТФ, а затем в течение 6-8 с - КФ.

Фосфатная система называется анаэробной, потому что в ресинтезе АТФ не участвует кислород, и алактатной, поскольку не образуется молочная кислота.

Второй путь - анаэробный гликолиз.

По мере увеличения интенсивности нагрузки наступает период, когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только анаэробной системы из-за нехватки кислорода. С этого момента в энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота. При недостатке кислорода молочная кислота, образовавшаяся в первой фазе анаэробной реакции, не нейтрализуется полностью во второй фазе, в результате чего происходит ее накопление в работающих мышцах, что приводит к ацидозу, или закислению, мышц.
Реакция лактатного механизма проста, и выглядит так:

Третий путь - кислородный (аэробный) гликолиз.

Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для спортсменов на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени. Кислородная система обеспечивает организм, и в частности мышечную деятельность, энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом, углеводов и жиров) с кислородом. Пищевые вещества поступают в организм с пищей и откладываются в его хранилищах для дальнейшего
использования по необходимости. Углеводы (сахар и крахмалы) откладываются в печени и мышцах в виде гликогена. Запасы гликогена могут сильно варьироваться, но в большинстве случаев их хватает как минимум на 60-90 мин работы субмаксимальной интенсивности. В то же время запасы жиров в организме практически неисчерпаемы.
Углеводы являются более эффективным "топливом" по сравнению с жирами, так как при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода. Поэтому в условиях нехватки кислорода при физических нагрузках энергообразование происходит в первую очередь за счет окисления углеводов. Поскольку
запасы углеводов ограничены, ограничена и возможность их использования в видах спорта на выносливость. После исчерпания запасов углеводов к энергообеспечению работы подключаются жиры, запасы которых позволяют выполнять очень длительную работу. Вклад жиров и углеводов в энергообеспечение нагрузки зависит от
интенсивности упражнения и тренированности спортсмена. Чем выше интенсивность нагрузки, тем больше вклад углеводов в энергообразование. Но при одинаковой интенсивности аэробной нагрузки тренированный спортсмен будет использовать больше жиров и меньше углеводов по сравнению с неподготовленным человеком.
Таким образом, тренированный человек будет более экономично расходовать энергию, так как запасы углеводов в организме небезграничны.

Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека. Чем больше потребление кислорода во время выполнения длительной работы, тем выше аэробные способности. Под воздействием тренировок аэробные способности человека могут вырасти на 50%. Окисление жиров для энергии происходит по следующему принципу:

Как видим, во всех трех путях результатом реакций является синтезированная заново АТФ. Цикл начинается сначала.
Вот вкратце вся теория. Надеюсь, что данная статья поможет вам разобраться, что же конкретно происходит в вашем организме под воздействием тренировок.

Успехов!

При написании статьи использованы материалы из книг: Л.С. Каганов "Развиваем выносливость", П.Янсен "Тренировки на выносливость" Схемы: Biathlonist