Максимальная мощность — 2,5 кДж/мин*кг, что обусловлено большим запасом гликогена, наличием механизмов активации ключевых ферментов, позволяющим резко увеличить скорость гликолиза, отсутствием потребности в кислороде. У хорошо тренированных спортсменов она может составлять 3,1 кДж/мин*кг. Это несколько ниже, чем мощность креатинфосфокиназной реакции, но в 2—3 раза выше мощности аэробного процесса Скорость развертывания — 20−30 с.
Метаболическая емкость гликолиза, определяемая внутримышечными запасами углеводов и зависящая от резервов буферных систем, стабилизирующих величину внутриклеточного рН, обеспечивает поддержание анаэробной работы продолжительностью от 30 с до 2—6 мин. Это связано с быстрым расходованием гликогена и с образованием молочной кислоты, повышающей кислотность среды, в которой каталитическая активность ферментов снижается.
По сравнению с аэробным окислением глюкозы гликолиз неэкономичен (образуется 3 АТФ против 39 АТФ при аэробном окислении).
Большая часть энергии остается в молекулах образующейся молочной кислоты и может быть выделена только путем аэробного окисления. Из общего количества энергии, выделенной в ходе гликолиза, в доступную для использования форму макроэргических фосфатных связей АТФ преобразуется от 80 до 125 кДж, а остальная энергия выделяется в виде тепла. Исходя из этого метаболическая эффективность гликолиза оценивается значениями КПД порядка 0,35—0,52. Это означает, что примерно половина всей выделяемой энергии превращается в тепло и не может быть использована в работе. В результате при гликолитической работе повышается скорость теплопродукции в работающих мышцах и их температура до 41−42°С.
Гликолиз играет важную роль при напряженной мышечной деятельности в условиях недостаточного снабжения тканей кислородом. Это основной путь энергообразования в упражнениях субмаксимальной мощности, предельная продолжительность которых составляет от 30 с до 2,5 мин (бег на средние дистанции, плавание на 100 и 200 м, велосипедные гонки на треке и т. п. ).
За счет гликолиза совершаются длительные ускорения по ходу упражнения и на финише дистанции. Гликолитический механизм энергообразования является биохимической основой специальной скоростной выносливости организма.
Увеличение концентрации молочной кислоты и снижение pH среды приводит к снижению функциональной активности мышечных белков в результате их конформационных изменений, и ведет к развитию утомления.
Производство молочной кислоты
... соков, в хлебопекарном производстве. Пищевая молочная кислота представляет собой водный раствор молочной кислоты, который получают ферментацией углеводсодержащего сырья гомоферментативными молочнокислыми бактериями Дельбрюка (Laktobacillus delbrueckii). Сырьем для производства молочной кислоты служит смесь тростникового ...
2.
6. Миокиназный (аденилкиназный) путь ресинтеза АТФ Миокиназная (или аденилаткиназная) реакция происходит в мышцах при значительном увеличении концентрации АДФ в саркоплазме. Она заключается в переносе макроэргической фосфатной группы с одной молекулы АДФ на другую с образованием АТФ под действием присутствующего в мышцах фермента аденилаткиназы (миокиназы):
2 АДФ → АТФ+АМФ Аденилаткиназа Такая ситуация возникает при выраженном мышечном утомлении, когда скорость процессов, принимающих участие в ресинтезе АТФ, не уравновешивает скорость расщепления АТФ. С этой точки зрения миокиназную реакцию можно рассматривать как аварийный механизм, обеспечивающий ресинтез АТФ в условиях, когда другие пути ресинтеза уже невозможны.
При усилении миокиназной реакции часть образующейся АМФ может необратимо дезаминироваться и превращаться в инозиновую кислоту, которая не используется в энергетическом обмене. Это невыгодно для организма, поскольку ведет к уменьшению общих энергетических запасов в организме. Однако увеличение концентрации АМФ в саркоплазме в результате миокиназной реакции оказывает активирующее влияние на ферменты гликолиза (в частности, на фосфофруктокиназу) и скорость анаэробного ресинтеза АТФ. Миокиназная реакция, как и креатинфосфокиназная, легко обратима и может быть использована для поддержания постоянного уровня АТФ в мышцах при изменении скорости образования и использования АТФ. Появление избытка АТФ в клетке быстро устраняется обратимой миокиназной реакцией.
В настоящее время считается, что аденилаткиназная реакция играет регуляторную роль, т.к. образующийся АМФ является мощным активатором ферментов фосфорилазы и фосфофруктокиназы, участвующих в аэробном и анаэробном расщеплении гликогена, а глюкозы.
Кроме того, АМФ может дезаминироваться с образованием инозиновой кислоты и аммиака, который может нейтрализовать молочную кислоты у тем самым предупреждать наступление изменений в миоцитах, связанных со сдвигом pH в кислую сторону [«https:// «, 24].
2.
7. Адаптационные возможности механизмов энергообразования Каждый механизм энергообразования имеет определенные резервы, которые раскрываются или развиваются в процессе адаптации к специфической физической тренировке. Аэробная производительность спортсменов, специализирующихся в видах спорта на выносливость, зависит от адаптационных изменений мощности и емкости аэробного механизма энергообеспечения мышечной деятельности. Емкость аэробного механизма, которая в значительной степени определяется запасами гликогена в скелетных мышцах и печени, а также уровнем утилизации О2 мышцами, существенно повышается уже в течение 1,5—2 месяцев тренировки на выносливость. Мощность аэробного механизма также увеличивается в процессе адаптации к мышечной деятельности: уже через 2—3 месяца тренировки значительно повышается активность окислительных ферментов. Более медленно происходит увеличение емкости капилляров и доставка кислорода в мышцы. Увеличивается количество гемоглобина в крови и миоглобина в мышцах, количество, величина и плотность митохондрий, что повышает способность мышц утилизировать кислород и осуществлять аэробный ресинтез АТФ. В таких условиях повышается способность тренированных мышц окислять пировиноградную кислоту, что предотвращает накопление молочной кислоты, а также усиливает окисление жиров. Это обеспечивает более эффективное выполнение длительной работы.
Производство серной кислоты
... в значительной степени, определяет сложность технологического производства серной кислоты. 4. Краткое описание промышленных способов получения серной кислоты Производство серной кислоты из серусодержащего сырья включает несколько ... SO x в атмосферу. 3. Сырьевые источники получения серной кислоты Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные серусодержащие соединения, ...
В процессе скоростной тренировки существенно изменяются анаэробные механизмы энергообеспечения. Отмечается увеличение их мощности и емкости, что связано с повышением активности ферментов анаэробных механизмов и запасов энергетических субстратов. Так, при адаптации содержание креатинфосфата в скелетных мышцах может увеличиваться в 1,5—2 раза, а содержание гликогена — почти в 3 раза. Уровень молочной кислоты у спортсменов — спринтеров высокого класса после работы может достигать 25—30 ммоль/л, тогда как у нетренированных при такой же физической работе — 6—12 ммоль/ л, что объясняется повышением буферной емкости крови, которая при анаэробной тренировке увеличивается на 20—50%. Алактатный механизм у высококвалифицированных спринтеров может обеспечивать скоростную работу в течение 15—45 с, а лактатный — до 3—4 мин. Это необходимо учитывать при подборе тренирующих нагрузок.
9.
Заключение
Таким образом, креатинфосфокиназный и гликолитический механизмы имеют большую максимальную мощность и эффективность образования АТФ, но короткое время удержания максимальной мощности и небольшую емкость из-за малых запасов энергетических субстратов. Аэробный механизм имеет почти в три раза меньшую максимальную мощность по сравнению с креатинфосфокиназным, но поддерживает ее в течение длительного времени, а также практически неисчерпаемую емкость благодаря большим запасам энергетических субстратов в виде углеводов, жиров и частично белков. Так, за счет запасов жиров организм может непрерывно работать в течение 7—10 дней, в то время как запасы энергетических субстратов анаэробных механизмов энергообразования менее значительные.
Анаэробные механизмы являются основными в энергообеспечении кратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробные — при длительной работе умеренной интенсивности.
Конкретный вклад каждого из механизмов образования АТФ в энергообеспечение мышечных движений зависит от интенсивности и продолжительности физических нагрузок.
