Биохимические изменения в организме при мышечной деятельности

Биохимические изменения в организме связаны со следующими факторами:

1) Обеспечение клеток кислородом

2) Интенсивность расходования и восстановления АТФ

3) Преобладающий тип восстановления АТФ

4) Процесс, который выигрывает конкуренцию за источник энергии

5) Активность нервной и эндокринной системы

6) Характер и мощность мышечной системы

В зависимости от степени удовлетворение организма кислородом по мере выполнения мышечной работы различают следующие состояния:

1) Истинно-устойчивое состояние (потребность в кислороде полностью удовлетворяется, работа осуществляется за счёт аэробных процессов)

2) Неустойчивое состояние (потребность в кислороде возрастает по мере выполнения работы). Работа осуществляется за счёт аэробных и анаэробных процессов).

3) Ложно-устойчивое состояние (потребность в кислороде достигается за счёт НПК 100-200 м.). Работа осуществляется за счёт аэробных процессов.

Ресинтез АТФ за счёт макроэргических фосфорных соединений, образующихся в процессе мышечной деятельности, также может осуществляться двумя путями:

1)путём гликолитического фосфорилирования.

2)путём дыхательного фосфорилирования.

Гликолитическое фосфорилирование,

подобно креатинкиназной и миокиназной реакциям, является анаэробным путём ресинтеза АТФ. Ресинтез АТФ гликолитическим фосфорилированием является преобладающим при спортивных упражнениях максимальной интенсивности (бег на 100, 200, 400, 800м.), когда имеет место резкое несоответствие между сильно возросшей потребностью организма в кислороде и ограниченными возможностями её удовлетворения.

Однако гликолиз имеет и недостатки, заключающиеся в его малой энергетической эффективности и в том, что не полное окисление глюкозы приводит к накоплению в организме недоокисленных продуктов кислотного характера-молочной и пировиноградной кислот.

Дыхательное фосфорилирование,

в цикл аэробного окисления, сопряженного с фосфорилированием, могут вовлекаться не одни углеводы, а широкий круг веществ (углеводы, липиды, продукты дезаминирования аминокислот).

Во-вторых, дыхательное фосфорилирование энергетически во много раз эффективнее, а следовательно, экономнее гликолитического.

В-третьих, конечными продуктами аэробного окисления являются вода-вещество, не вызывающее резких изменений во внутренней среде организма, а летучая углекислота, легко из него удаляется.

Ресинтез АТФ при мышечной деятельности может осуществляться как в ходе реакции, идущих без кислорода, так и за счёт окислительных превращений в клетках, связанных с потреблением кислорода. В обычных условиях Ресинтез АТФ происходит в основном путём аэробных превращений, но при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в тканях одновременно усиливаются и анаэробные процессы ресинтеза АТФ. В скелетных мышцах человека выявлено три вида анаэробных процессов, в ходе которых возможен Ресинтез АТФ:

· Креатин-фосфокиназная реакция

(фосфогенный или алактатный анаэробный процесс), где Ресинтез АТФ происходит за счёт перефосфорилирования между креатинфосфатом и АДФ;

· Миокиназная реакция,

при которой Ресинтез АТФ осуществляется за счёт дефосфорилирования определённой части АДФ;

· Гликолиз

(лактацидный анаэробный процесс), где Ресинтез АТФ осуществляется по ходу ферментативного анаэробного расщепления углеводов, заканчивающего образованием молочной кислоты.

Для количественной оценки процессов анаэробного и аэробного преобразования энергии при мышечной деятельности используются три основных критерия:

ü Критерии мощности,

оценивающий скорость преобразования энергии в данном процессе;

ü Критерии емкости,

отражающий общие запасы энергетических веществ или количество освобождаемой энергии и выполненной работы;

ü Критерии эффективности,

который показывает соотношение между энергией, затраченной на Ресинтез АТФ, и общим количеством энергии, выделенной в ходе данного процесса.

Анаэробные и аэробные процессы преобразования энергии заметно различаются по мощности, емкости и эффективности. По этим параметрам анаэробные процессы имеют преимущество при выполнении кратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробные - при длительной работе умеренной интенсивности.

Энергетическое обеспечение мышечной деятельности в зависимости от её характера и длительности.

При переходе от состояния относительного покоя к интенсивной мышечной деятельности потребность организма в кислороде возростает во много раз. Однако сразу же эта повышенная потребность не может быть удовлетворена, так нужно известное время для того, чтобы усилилась деятельность систем дыхания и кровообращения и чтобы кровь, обогащенная кислородом, смогла дойти до работающих мышц. Поэтому начало всякой интенсивной работы происходит в условиях неудовлетворенной потребности организма в кислороде (кислородный дефицит).