Механизмы энергообеспечения

Самым главным носителем энергии для нашего организма является вещество с названием АТФ (Аденозинтрифосфат). Из него наши ткани берут химическую энергию, которая используется на различные нужды.

Названное вещество не стабильно, и живет в нашем организме менее одной минуты. Поэтому для обеспечения жизнедеятельности его нужно постоянно воссоздавать – ресинтезировать. Механизмы такого ресинтеза и представляют собой разные виды энергообеспечения.

Три основных вида энергообеспечения

В не работающей (отдохнувшей) мышце всегда присутствует некоторое количество свободного креатина и производного от него креатинфосфата. Эти два вещества отличаются фосфатной группой, которую они быстро отдают или получают. Эта способность «таскать» по мышечной клетке фосфатную группу лежит в основе самого быстрого, но и самого кратковременного механизма ресинтеза АТФ. Он так и называется — креатинфосфатный механизм. Этот путь ресинтеза АТФ самый быстрый и легкий. Он же одновременно и самый «мощный», то есть дающий мышечным волокнам возможность вырабатывать самую большую силу в течение некоторого непродолжительного времени.

Однако, запасов креатинфосфата хватает на очень небольшую по продолжительности взрывную работу — от 6 до 12 секунд. Поэтому данный механизм обеспечивает только первый рывок, уступая место другим. Условно говоря, именно по этому механизму питаются мышцы спринтеров при беге на 100 метров. На такой рывок данного механизма хватает. Дальше нет.

За время работы креатинфосфатного механизма в работающей мышце разворачивается фабрика по производству АТФ, сырьем для которой служит на данном этапе уже углеводное топливо.

Основное углеводное сырье для ресинтеза АТФ — глюкоза, которая хранится в тканях организма (прежде всего в мышцах и печени) в виде гликогена — длинных цепочек полисахарида, составленных из основной части молекул глюкозы.

Вначале из этого гликогенного хранилища выделяется глюкоза, затем она включается в десяти (!) стадийный цикл своего разложения — гликолиз — отдавая еще некоторое количество АТФ. 

При высокой мощности работы мышцы, когда она расходует не только много АТФ, но и кислорода (создавая дефицит последнего), механизм гликолиза становится основным поставщиком энергии. Процесс разложения глюкозы при этом протекает не до конца (условно говоря, только до образования молочной кислоты) — с этой точки зрения процесс получения АТФ в результате гликолиза (анаэробного) энергетически не самый выгодный. Зато он может протекать в условиях относительного дефицита кислорода, отчего и получил название анаэробного механизма энергообеспечения (хотя кислород в этом процессе все-таки расходуется).

При низкой мощности работы мышцы, если она имеет в своем распоряжении достаточное количество окислителя (кислорода), некоторые мышцы (но не все) способны доводить процесс окисления глюкозы до конца — до углекислого газа и воды. Тогда выделяется гораздо больше АТФ и потребляется вдвое больше кислорода. Процесс энергетически намного выгоднее, но при этом медленнее и сложнее. Поэтому, во-первых, он способен обеспечить еще меньшую мощность работающей мышце. Во-вторых, он может протекать далеко не во всех мышечных волокнах, а только в тех, что имеют в клетках хорошо развитые митохондрии. Такой механизм называют аэробным или аэробным гликолизом (хотя последнее — жаргон).

Четвертый, самый желанный вид энергообеспечения

Следующий механизм энергообеспечения может активно подключаться, когда в клетках начинают иссякать запасы гликогена. Это ресинтез АТФ не из углеводного сырья а из жирового. Этот путь получения энергии обеспечивает еще меньшую мощность работающим мышцам, но обладает при этом почти неисчерпаемым источником исходного сырья (запасы жиров в организме в энергетическом выражении в десятки раз выше, чем запасы углеводов). Однако, этот механизм работает только в тех клетках, в которых есть хорошо развитые митохондрии, поскольку без их участия жиры расщеплять нечем (в цитоплазме клеток нет необходимых для этого ферментов).

Пятый, самый НЕ желаемый тип энергообеспечения

Наконец, последний механизм энергообеспечения, к которому прибегает наш организм — катаболизм белков. Но это скорее «аварийный» выход, когда ничего другого не остается. По сути, это «пожирание» части мышечной массы для получения энергии работающим мышцам.

На заметку

Спортсмены во многих видах спорта, и особенно в видах спорта на выносливость (циклических), заинтересованы в том, чтобы работать не уставая и не испытывая при этом боли в мышцах. Поэтому важной частью тренировочного процесса в этих видах спорта становятся тренировки, направленные на рост массы митохондрий. Их иначе называют тренировками, направленными на рост окислительной способности мышц.

Другие термины по теме:

Энергетическая функция гормонов
Энергия для мышечной деятельности
Митохондрии. Источник выносливости 
Двигательная единица 
Депо энергетические 



Материалы на эту тему: