Креатинфосфатный_ресинтез_атф

Креатинфосфатный_ресинтез_атф

Креатинфосфатный механизм ресинтеза АТФ.

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

В мышечных клетках всегда имеется креатинфосфат – соединение, обладающее большим запасом энергии и легко отдающее её при взаимодействии с молекулами АДФ, появляющимися в мышечных клетках при физической работе в результате гидролиза АТФ.

Креатинфосфатный механизм ресинтеза АТФ обладает самой высокой скоростью (мощностью) энергопродукции — 900-1100 кал/мин*кг, что обусловлено высокой активностью фермента креатинкиназы, который регулирует протекание химической реакции с участием креатинфосфата.

Как только уровень АТФ начинает снижаться, сразу же запускается в ход данная реакция, что обеспечивает ресинтез АТФ. Время развёртывания креатинфосфатного механизма невелико – всего 1-2 секунды. Поскольку исходных запасов АТФ в мышечных клетках хватает на обеспечение мышечной деятельности как раз в течение 1-2 секунд, к моменту их исчерпания креатинфосфатный путь образования АТФ уже функционирует со своей максимальной скоростью [11].

Данный механизм играет решающую роль в энергообеспечении работы предельной мощности, причем емкость этого механизма невелика и работа с предельной мощностью, обеспечиваемая этим механизмом, может продолжаться не более 10 секунд, что связано с небольшими исходными запасами креатинфосфата в мышцах.

Гликолитическии механизм ресинтеза АТФ.

Обеспечивает ресинтез АТФ за счет анаэробного (бескислородного) расщепления глюкозы и гликогена (гликолиз и гликогенолиз) с образованием молочной кислоты (лактата). Данный механизм работает в тех случаях, когда сокращающиеся мышцы испытывают недостаток в снабжении кислородом. Такие условия возникают не только при работе большой мощности, но и в самом начале любой работы, когда снабжение мышц кислородом отстает от потребности в нем, а также при статических сокращениях мышц даже небольшой силы (превышающей 20% от максимальной), когда из-за внутримышечного давления резко ограничивается кровоснабжение, а значит и обеспечение мышц кислородом [9].

Анаэробный гликолитический механизм включается практически с началом мышечной работы, но выходит на максимальную мощность (о чем можно судить по наибольшей скорости образования молочной кислоты), равную 750-850 кал/мин*кг примерно через 30-40 секунд. Кстати, скорость гликолиза по сравнению с уровнем покоя может увеличиваться почти в 2000 раз, причём повышение скорости гликолиза может наблюдаться уже в предстартовом состоянии за счёт выделения андреналина [11].

Время работы с максимальной скоростью составляет 2-3 минуты. Существуют две основные причины, объясняющие такую небольшую величину этого критерия. Во-первых, гликолиз протекает с высокой скоростью, что быстро приводит к уменьшению в мышцах концентрации гликогена и, следовательно, к последующему снижению скорости его распада. Во-вторых, по мере накопления молочной кислоты внутри клеток сокращающейся мышечной ткани их так называемая активная реакция (рН) сдвигается в кислую сторону, что приводит к снижению каталитической активности ферментов, регулирующих гликолиз и, соответственно, к снижению скорости самого гликолиза. Таким образом, скорость образования молочной кислоты в сокращающихся мышцах регулируется по механизму отрицательной обратной связи: чем больше скорость накопления молочной кислоты, тем сильнее торможение, замедляющее анаэробный гликолиз.

В этой связи можно сказать, что емкость гликолитического механизма энергообеспечения зависит от его мощности: чем больше мощность мышечной работы (например, темп подтягиваний), тем быстрее протекает процесс накопления молочной кислоты и, следовательно, тем меньше время, в течение которого спортсмен может удерживать заданную мощность работы (в нашем случае — темп подтягиваний).

Читайте также:  Масло_облепиховое_польза_для_кожи

Анаэробные пути ресинтеза АТФ

Анаэробные пути ресинтеза АТФ являются дополнительными способами образования АТФ в тех случаях, когда основной путь получения АТФ — аэробный — не может обеспечить мышечную деятельность необходимым количеством энергии. Это бывает на первых минутах любой работы, когда тканевое дыхание еще полностью не развернулось, а также при выполнении физических нагрузок высокой мощности.

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ (офеатинкиназный, алактатный)

В мышечных клетках всегда имеется креатинфосфат — соединение, содержащее фосфатную группу, связанную с остатком креатина макроэнергической связью. Содержание креатинфосфата в мышцах в покое — 15-20 ммоль/кг. Креатинфосфат обладает большим запасом энергии и высоким сродством к АДФ. Поэтому он легко вступает во взаимодействие с молекулами АДФ, появляющимися в мышечных клетках при физической работе в результате гидролиза АТФ. В ходе этой реакции остаток фосфорной кислоты с запасом энергии переносится с креатинфосфата на молекулу АДФ с образованием креатина и АТФ:

Эта реакция катализируется ферментом креатинкиназой. В связи с этим данный путь ресинтеза АТФ еще называется креатинкиназным.

Креатинфосфатная реакция обратима, но ее равновесие смещено в сторону образования АТФ, и поэтому она начинает осуществляться сразу же, как только в миоцитах появляются первые порции АДФ.

При мышечной работе активность креатинкиназы значительно возрастает за счет активирующего воздействия на нее ионов кальция, концентрация которых в саркоплазме под действием нервного импульса увеличивается почти в 1000 раз. Другой механизм регуляции креатин-фосфатной реакции связан с активирующим воздействием на креатин-киназу креатина, образующегося в ходе данной реакции. За счет этих механизмов активность креатинкиназы в начале мышечной работы резко увеличивается и креатинфосфатная реакция очень быстро достигает максимальной скорости.

Креатинфосфат, обладая большим запасом химической энергии, является веществом непрочным. От него легко может отщепляться фосфорная кислота, в результате чего происходит циклизация остатка креатина, приводящая к образованию креатинина:

Образование креатинина происходит без участия ферментов, спонтанно. Эта реакция необратима. Образовавшийся креатинин в организме не используется и выводится с мочой. Поэтому по выделению креахинина с мочой можно судить о содержании креатинфосфата в мышцах, так как в них находятся основные запасы этого соединения.

Синтез креатинфосфата в мышечных клетках происходит во время отдыха путем взаимодействия креатина с избытком АТФ:

Частично запасы креатинфосфата могут восстанавливаться и при мышечной работе умеренной мощности, при которой АТФ синтезируется за счет тканевого дыхания в таком количестве, которого хватает и на обеспечение сократительной функции миоцитов, и на восполнение запасов креатинфосфата. Поэтому во время выполнения физической работы креатинфосфатная реакция может включаться многократно.

Суммарные запасы АТФ и креатинфосфата часто обозначают термином фосфагены.

Образование креатина происходит в печени с использованием трех аминокислот: глицина, метионина и аргинина. В спортивной практике для повышения в мышцах концентрации креатинфосфата используют в качестве пищевых добавок препараты глицина и метионина.

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ характеризуется следующими величинами принятых количественных критериев:

Максимальная мощность составляет 900-1100 кал/мин-кг, что в три раза выше соответствующего показателя для аэробного ресинтеза. Такая большая величина обусловлена высокой активностью фермента креатинкиназы и, следовательно, очень высокой скоростью креатин-фосфатной реакции.

Читайте также:  Вобэнзим_состав_препарата

Время развертывания всего 1-2 с. Как уже указывалось, исходных запасов АТФ в мышечных клетках хватает на обеспечение мышечной деятельности как раз в течение 1-2 с, и к моменту их исчерпания креатинфосфатный путь образования АТФ уже функционирует со своей максимальной скоростью. Такое малое время развертывания объясняется действием описанных выше механизмов регуляции активности креатинкиназы, позволяющих резко повысить скорость этой реакции.

Время работы с максимальной скоростью всего лишь 8-10 с, что связано с небольшими исходными запасами креатинфосфата в мышцах.

Главными преимуществами креатинфосфатного пути образования АТф являются очень малое время развертывания и высокая мощность, Что имеет крайне важное значение для скоростно-силовых видов спорта. Главным недостатком этого способа синтеза АТФ, существенно ограничивающим его возможности, является короткое время его функционирования. Время поддержания максимальной скорости всего 8-10 с, к концу 30-й с его скорость снижается вдвое. А к концу 3-й мин интенсивной работы креатинфосфатная реакция в мышцах практически прекращается.

Исходя из такой характеристики креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ, следует ожидать, что эта реакция окажется главным источником энергии для обеспечения кратковременных упражнений максимальной мощности: бег на короткие дистанции, прыжки, метания, подъем штанги и т.п. Креатинфосфатная реакция может неоднократно включаться во время выполнения физических нагрузок, что делает возможным быстрое повышение мощности выполняемой работы, развития ускорения на дистанции и финишный рывок.

Биохимическая оценка состояния креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ обычно проводится по двум показателям: креатининовому коэффициенту и алактатному кислородному долгу.

Креатининовый коэффициент — это выделение креатинина с мочой за сутки в расчете на 1 кг массы тела. У мужчин выделение креатинина колеблется в пределах 18-32 мг/сутки-кг, а у женщин — 10-25 мг/сутки-кг. Креатининовый коэффициент характеризует запасы креатинфосфата в мышцах, так как между содержанием креатинфосфата и образованием из него креатинина существует линейная зависимость, поскольку это превращение протекает неферментативным путем и является необратимым. Следовательно, с помощью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности этого пути образования АТФ, в том числе его метаболическую емкость.

Алактатный кислородный долг — это повышенное потребление кислорода в ближайшие 4-5 мин после выполнения кратковременного упражнения максимальной мощности. Этот избыток кислорода требуется для обеспечения высокой скорости тканевого дыхания сразу же после окончания нагрузки для создания в мышечных клетках повышенной концентрации АТФ. В этих условиях происходит фосфорилирование креатина с образованием креатинфосфата:

Таким образом, использование креатинфосфата во время работы приводит к накоплению креатина, превращение которого снова в креатинфосфат требует определенного количества кислорода. Отсюда следует, что алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физической нагрузки и дает оценку его метаболической емкости. Представление о мощности этого способа образования АТФ дает показатель, полученный путем деления величины алактатного долга на время выполнения нагрузки.

У квалифицированных спортсменов значение алактатного кислородного долга после нагрузок максимальной мощности обычно составляет 8-10 л.

В результате систематических тренировок, направленных на развитие скоростно-силовых качеств, в мышцах увеличивается концентрация креатинфосфата и повышается активность креатинкиназы, что находит отражение в росте величины алактатного кислородного долга и суточного выделения креатинина.

Читайте также:  Вред_малых_доз_алкоголя

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ в мышечных волокнах

Описан креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ в мышечных волокнах (креатинфосфатная реакция). Дана характеристика количественным критериям этой реакции: максимальной мощности, времени развертывания, времени работы с максимальной мощностью. Указаны виды спорта, в которых этот путь ресинтеза АТФ в мышечных волокнах является основным механизмом энергообеспечения.

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ в мышечных волокнах

Определение

Креатинфосфатный (креатинкиназный ресинтез АТФ, алактатный ресинтез АТФ, креатинфосфатная реакция) – самый быстрый способ получения АТФ в мышечных волокнах.

Формула креатинфосфатной реакции следующая:

КрФ + АДФ → Кр + АТФ.

где: КрФ – креатинфосфат, Кр – креатин.

Расщепление КрФ в мышечных волокнах катализируется ферментом креатинкиназой. Активность этого фермента значительно возрастает при физических нагрузках за счет активирующего действия на неё ионов кальция, которые выделяются в саркоплазму из саркоплазматического ретикулума при мышечном сокращении.

Основные запасы КрФ организма человека находятся в мышечных волокнах. Доказано, что в мышечных волокнах II типа содержится на 10-15% больше КрФ, чем в мышечных волокнах I типа (В.Н. Платонов, 2005). В связи с этим считается, что в мышечных волокнах II типа креатинфосфатная реакция является основным путем ресинтеза АТФ.

Количественные критерии креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ

Максимальная мощность

Максимальная мощность 900-1100 кал/мин кг. Это в три раза больше, аналогичного показателя для аэробного ресинтеза АТФ. Такая большая мощность данного пути ресинтеза АТФ определяется высокой активностью фермента креатинкиназы и высокой скоростью протекания данной реакции.

Время развертывания

Время развертывания 1-2 с. Столь малое время развертывания объясняется высокой скоростью протекания данной реакции.

Время работы с максимальной мощностью

Время работы с максимальной мощностью составляет 8-10 с. Это связано с малыми запасами КрФ в мышечных волокнах. В покое содержание КрФ в мышечных волокнах составляет 15-20 ммоль/кг. К концу 15-й секунды запасы КрФ уменьшаются вдвое. Через 45 секунд интенсивной физической работы запасы КрФ в мышечных волокнах подходят к концу.

В связи с тем, что креатинфосфатная реакция активно протекает в мышечных волокнах II типа, имеются неинвазивные тесты, позволяющие оценивать процент мышечных волокон II типа в скелетных мышцах (А.В. Шишкина, 2008; А.В. Самсонова с соавт., 2014).

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах "Гипертрофия скелетных мышц человека" и "Биомеханика мышц"

Виды спорта, в которых креатинфосфатная реакция является основным механизмом энергообеспечения.

Столь мощное протекание данной реакции обусловливает виды спорта, в которых она является основным механизмом энергообеспечения: спринт (100 м), прыжки в высоту и длину, метание молота и диска, толкание ядра, толчок и рывок штанги; приседание со штангой, жим штанги лежа, тяга штанги и т.д.

Количество КрФ в мышечных волокнах возрастает на 70% при систематических тренировках, направленных на развитие скоростно-силовых качеств (Н.И. Волков с соавт., 2000).

Экономичность

Характеризуется низкой экономичностью.

Синтез КрФ в мышечных волокнах

Синтез КрФ в мышечных волокнах происходит во время отдыха путем взаимодействия креатина с избытком АТФ.

Ссылка на основную публикацию
Красивые_попы_мужиков
One more step Please complete the security check to access blognews.am Why do I have to complete a CAPTCHA? Completing...
Коферменты_производные_витаминов
Коферменты, производные витаминов Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие :) - нам важно ваше мнение. Помимо витаминных препаратов в спортивной...
Кошерная_продукция_что_это_такое
5 важных фактов о кошерных продуктах Израиля Многие хотя бы раз в жизни слышали определение «кошерный». Большинство связывает его исключительно...
Красивые_прыщавые_девушки
Блогерша, взорвавшая Instagram: Прыщи не значат, что вы не можете быть гламурным 17-летняя инстаблогерша по имени Хейли Уэйт решила сломать...
Adblock detector