Аеробний шлях ресинтезу АТФ інакше називається тканинним диханням - це основний спосіб утворення АТФ, що протікає в мітохондріях м'язових клітин. У ході тканинного дихання від речовини, що окислюється, віднімаються два атоми водню і по дихальному ланцюгу передаються на молекулярний кисень, що доставляється в м'язи кров'ю, в результаті чого виникає вода. За рахунок енергії, що виділяється при освіті води, відбувається синтез молекул АТФ з АДФ та фосфорної кислоти. Зазвичай на кожну молекулу води, що утворилася, доводиться синтез трьох молекул АТФ.

Найчастіше водень віднімається від проміжних продуктів циклу трикарбонових кислот (ЦТК). ЦТК - це завершальний етап катаболізму в ході якого відбувається окислення ацетилкоферменту А до вуглекислого газу та води. У ході цього процесу від перерахованих вище кислот забирається чотири пари атомів водню і тому утворюється 12 молекул АТФ при окисленні однієї молекули ацетилкоферменту А.

Ацетилкофермент А може утворюватися з вуглеводів, жирів амінокислот, тобто через це з'єднання в ЦТК залучаються вуглеводи, жири і амінокислоти.

Швидкість аеробного обміну АТФ контролюється вмістом у м'язових клітинах AДФ, що є активатором ферментів тканинного дихання. При м'язовій роботі відбувається накопичення AДФ. Надлишок AДФ прискорює тканинне дихання, і воно може досягти максимальної інтенсивності.

Іншим активатором ресинтезу АТФ є вуглекислий газ. Надлишок цього газу в крові активує дихальний центр головного мозку, що в результаті призводить до підвищення швидкості кровообігу та покращення постачання м'яза киснем.
Максимальна потужність аеробної колії становить 350 -450 кал/хв-кг. У порівнянні з анаеробними шляхами ресинтезу АТФ тканинне дихання має нижчі показники, що обмежено швидкістю доставки кисню в м'язи. Тому за рахунок аеробного шляху ресинтезу АТФ можуть здійснюватися лише фізичні навантаження помірної потужності.

Час розгортання складає 3 – 4 хвилини, але добре тренованих спортсменів може становити 1 хв. Це з тим, що у доставку кисню в мітохондрії потрібно перебудова майже всіх систем організму.

Час роботи з максимальною потужністю складає десятки хвилин. Це дає можливість використовувати цей шлях при тривалій роботі м'язів.

Порівняно з іншими процесами ресинтезу АТФ, що йдуть у м'язових клітинах, аеробний шлях має ряд переваг.
1. Економічність: з однієї молекули глікогену утворюється 39 молекул АТФ, при анаеробному гліколізі лише 3 молекули.
2. Універсальність як початкові субстрати тут виступають різноманітні речовини: вуглеводи, жирні кислоти, кетонові тіла, амінокислоти.
3. Дуже велика тривалість роботи. У спокої швидкість аеробного ресинтезу АТФ може бути невеликою, але за фізичних навантажень вона може стати максимальною.

Проте є недоліки.
1. Обов'язкове споживання кисню, що обмежене швидкістю доставки кисню в м'язи та швидкістю проникнення кисню через мембрану мітохондрій.
2. Великий час розгортання.
3. Невелику за максимальною величиною потужність.

Тому м'язова діяльність, властива більшості видів спорту, може бути повністю отримана цим шляхом ресинтезу АТФ.
У спортивній практиці з метою оцінки аеробного ресинтезу використовуються такі показники: максимальне споживання кисню (МПК), поріг аеробного обміну (ПАТ), поріг анаеробного обміну (ПАНО) та кисневий прихід.

МПК - це максимально можлива швидкість споживання кисню організмом під час виконання фізичної роботи. Що МПК, то вище швидкість тканинного дихання. Чим тренованіша людина, тим вища МПК. МПК зазвичай розраховують на 1кг маси тіла. У людей, які не займаються спортом МПК 50 мл/хв-кг, а у тренованих людей він сягає 90 мл/хв-кг.

У спортивній практиці МПК також використовується для характеристики відносної потужності аеробної роботи, що виражається у відсотках МПК. Наприклад, відносна потужність роботи, що виконується із споживанням кисню 3 л/хв спортсменом, що має МПК 6 л/хв, становитиме 50% від рівня МПК.

ПАТ - це найбільша відносна потужність роботи, що вимірюється по споживанню кисню у відсотках по відношенню до МПК. Великі величини ПАТ говорять про найкращий розвиток аеробного ресинтезу.

ПАНО – це мінімальна відносна потужність роботи, також виміряна по споживанню кисню у відсотках МПК. Високе ПАНО говорить про те, що аеробний ресинтез вищий за одиницю часу, тому гліколіз включається при значно більших навантаженнях.

Кисневий прихід – це кількість кисню (понад доробочого рівня), використана під час виконання даного навантаження задля забезпечення аеробного ресинтезу АТФ. Киснева парафія характеризує внесок тканинного дихання в енергозабезпечення всієї виконаної роботи. Кисневий прихід часто використовують для оцінки всієї виконаної аеробної роботи. Під впливом систематичних тренувань у м'язових клітинах зростає кількість мітохондрій, удосконалюється киснево-транспортна функція організму, зросте кількість міоглобіну у м'язах та гемоглобіну в крові.

АТФ у процесі скорочення постачає необхідну енергію для утворення актоміозинового комплексу, а в процесі розслаблення м'яза – забезпечує енергією активний транспорт іонів кальцію в ретикулум. Для підтримки скоротливої ​​функції м'яза концентрація АТФ у ній повинна бути на постійному рівні від 2 до 5 ммоль/кг.

Тому при м'язовій діяльності аденозинтрифосфорна кислота повинна відновлюватися з тією самою швидкістю, з якою розщеплюється у процесі скорочення, що здійснюється окремими біохімічними механізмами її ресинтезу.

Енергетичні джерела ресинтезу АТФ у скелетних м'язах та інших тканинах - багаті на енергію фосфатсодержащіе речовини. Вони присутні у тканинах (креатинфосфат, аденозиндифосфат) або утворюються в процесі катаболізму глікогену, жирних кислот та інших енергетичних субстратів. Крім того, внаслідок аеробного окислення різних речовин виникають енергії протонного градієнта на мембрані мітохондрій.

Ресинтез аденозинтрифосфатуможе здійснюватися у реакціях без участі кисню ( анаеробні механізми ) або за його участю ( аеробний механізм ). У звичайних умовах ресинтез АТФ у м'язах відбувається переважно аеробним шляхом. При напруженій фізичній роботі, коли доставка кисню до м'язів утруднена, включаються і анаеробні механізми ресинтезу АТФ. У скелетних м'язах людини виявлено три види анаеробних та один шлях аеробного відновлення аденозинтрифосфату.

До анаеробним механізмамвідносяться креатинфосфокіназний (фосфогенний або алактатний), гліколітичний (лактатний) та міокіназний механізми.

Аеробний механізм ресинтезу АТФполягає в окисному фосфорилюванні, що протікає в мітохондріях, кількість яких у скелетних м'язах при аеробних тренуваннях суттєво збільшується. Енергетичними субстратами аеробного окислення є: глюкоза, жирні кислоти, частково амінокислоти, а також проміжні метаболіти гліколізу (молочна кислота) та окислення жирних кислот (кетонові тіла).

Кожен механізм має різні енергетичні можливості, які оцінюються за такими критеріями: максимальна потужність, швидкість розгортання, метаболічна ємність та ефективність.

максимальна потужність- це найбільша швидкість утворення АТФ у цьому метаболічному процесі. Вона лімітує граничну інтенсивність роботи, що виконується за рахунок механізму.

Швидкість розгортання- час досягнення максимальної потужності даного шляху ресинтезу адено-Зінтрифосфат від початку роботи.

Метаболічна ємність- загальна кількість АТФ, яка може бути отримана у механізмі ресинтезу АТФ, що використовується, за рахунок величини запасів енергетичних субстратів. Місткість лімітує обсяг виконуваної роботи. Метаболічна ефективність - це частина енергії, яка накопичується в макроергічних зв'язках аденозинт-рифосфату. Вона визначає економічність виконуваної роботи та оцінюється загальним значенням коефіцієнта корисної дії, що представляє відношення всієї корисно витраченої енергії до її загальної кількості, виділеної при поточному метаболічному процесі.

Загальний коефіцієнт корисної діїпри перетворенні енергії метаболічних процесів у механічну роботу залежить від двох показників:

  • ефективності фосфорилювання;
  • ефективності хемомеханічного сполучення (ефективності перетворення АТФ на механічну роботу).

Ефективність хемомеханічного сполученняу процесах аеробного та анаеробного метаболізму приблизно однакова і становить 50%.

Ефективність фосфорилюваннянайвища в алактатному анаеробному процесі - близько 80%, і найменша в анаеробному гліколізі - в середньому 44%. У аеробному процесі вона становить приблизно 60%.

Таким чином, анаеробні механізмимають велику максимальну потужність та ефективність утворення АТФ, але короткий час утримання та невелику ємність, через малі запаси енергетичних субстратів. Наприклад, максимальна потужність креатинфосфокіназної реакції розвивається вже на 0,5-0,7 з інтенсивної роботи і підтримується 10-15 с у нетренованих людей і до 25-30 су високотренованих спортсменів і становить 3,8 кДж/кг на хвилину.

Гліколітичний механізм ресинтезу АТФвирізняється невисокою ефективністю. Більшість енергії залишається в молекулах молочної кислоти, що утворюється. Концентрація останньої знаходиться у прямій залежності від потужності та тривалості роботи, і може бути виділена тільки шляхом аеробного окиснення.

Гліколіз- це основний шлях енергоутворення у вправах субмаксимальної потужності, гранична тривалість яких становить від 30 до 2,5 хв (біг на середні дистанції, плавання на 100 і 200 м та ін).

Гліколітичний механізм енергоутворення є біохімічною основою спеціальної швидкісної витривалості організму.

Міокіназна реакція відбувається у м'язах при значному збільшенні концентрації АДФ у саркоплазмі. Така ситуація виникає при вираженій втомі м'язів, коли інші шляхи ресинтезу вже не можливі.

Таким чином, анаеробні механізми є основними в енергозабезпеченні короткочасних вправ високої інтенсивності .

При адаптації до інтенсивних навантажень підвищується активність ферментів анаеробних механізмів та запасів енергетичних механізмів: вміст креатинфосфату в скелетних м'язах може збільшуватись у 1,5-2 рази, а вміст глікогену – майже в 3 рази.

Оновлено: 20 червня 2013 Переглядів: 85079

Анаеробні шляхи ресинтезу АТФ – це додаткові шляхи. Таких шляхів два креатинфосфатний шлях та лактатний.

Креатинфосфатний шлях пов'язаний з речовиною креатинфосфатом. Креатинфосфат складається з речовини креатину, що зв'язується з фосфатною групою макроергічного зв'язку. Креатинфосфату у м'язових клітинах міститься у спокої 15 – 20 ммоль/кг.

Креатинфосфат має великий запас енергії і високу спорідненість з АДФ. Тому він легко вступає у взаємодію з молекулами АДФ, що з'являються у м'язових клітинах при фізичній роботі внаслідок реакції гідролізу АТФ. В ході цієї реакції залишок фосфорної кислоти із запасом енергії переноситься з креатинфосфату на молекулу АДФ з утворенням креатину та АТФ.

Креатинфосфат+АДФ → креатин+АТФ.

Ця реакція каталізується ферментом креатинкіназою. Цей шлях ресинтезу АТФ іноді називають креатикіназним.

Креатинкиназная реакція оборотна, але зміщена у бік утворення АТФ. Тому вона починає здійснюватися, як тільки у м'язах з'являються перші молекули АДФ.

Креатинфосфат – речовина неміцна. Утворення з нього креатину відбувається без ферментів. Не використовується організмом креатин, виводиться з організму із сечею. У чоловіків виділення креатиніну із сечею коливається в межах 18-32 мг/добу. . кг маси тіла, а в жінок – 10-25 мг/добу . кг (це є кріатиніновий коефіцієнт). Синтез креатинфосфату відбувається під час відпочинку надлишку АТФ. При роботі м'язової помірної потужності запаси креатинфосфату можуть частково відновлюватися. Запаси АТФ та креатинфосфату у м'язах називають також фосфагени.

максимальна потужністьцього шляху становить 900 -1100 кал/хв-кг, що втричі вище за відповідний показник аеробного шляху.

Час розгортаннявсього 1 - 2 сек.

Час роботи з максимальною швидкістюлише 8 – 10 сек.

Головною перевагою креатинфосфатного шляху утворення АТФ є:

    мале час розгортання (1-2 сек);

    Висока потужність.

Ця реакція є основним джерелом енергії для вправ максимальної потужності: біг на короткі дистанції, стрибки метання, підйом штанги. Ця реакція може неодноразово включатися під час виконання фізичних вправ, що уможливлює швидке підвищення потужності виконуваної роботи.

Біохімічна оцінка стану цього шляху ресинтезу АТФ зазвичай проводиться двома показниками: креатинового коефіцієнта та алактатного боргу.

Креатиновий коефіцієнт -це виділення креатину на добу. Цей показник характеризує запаси креатинфосфату в організмі.

Алактатний кисневий борг- Це підвищення споживання кисню в найближчі 4 - 5 хв після виконання короткочасного вправи максимальної потужності. Цей надлишок кисню потрібний для забезпечення високої швидкості тканинного дихання відразу після закінчення навантаження для створення в клітинах м'язів підвищеної концентрації АТФ. У висококваліфікованих спортсменів значення алактатного боргу після навантаження максимальної потужності становить 8 – 10 літрів.

Гліколітичний шлях ресинтеза АТФ, як і креатинфосфатний є анаеробним шляхом. Джерелом енергії, необхідної для ресинтезу АТФ у разі є м'язовий глікоген. При анаеробному розпаді глікогену від його молекули під дією ферменту фосфорилази послідовно відщеплюються кінцеві залишки глюкози у формі глюкозо-1-фосфату. Далі молекули глюєзо-1-фосфату після ряду послідовних реакцій перетворюються на молочну кислоту.Цей процес називається гліколіз.В результаті гліколізу утворюються проміжні продукти, що містять фосфатні групи, з'єднані макроергічні зв'язки. Цей зв'язок легко переноситься на АДФ із утворенням АТФ. У спокої реакції гліколізу протікають повільно, але при м'язовій роботі його швидкість може зрости в 2000 разів, причому в передстартовому стані.

Максимальна потужність - 750-850 кал/хв-кг, що вдвічі вище, ніж при тканинному диханні. Така висока потужність пояснюється вмістом у клітинах великого запасу глікогену та наявністю механізму активізації ключових ферментів.

Час розгортання 20-30 секунд .

Час роботи з максимальною потужністю – 2-3 хвилини.

Гліколітичний спосіб утворення АТФ має низка перевагперед аеробним шляхом:

    він швидше виходить на максимальну потужність;

    має більшу величину максимальної потужності;

    не вимагає участі мітохондрій та кисню.

Однак цей шлях має і свої недоліки:

    процес малоекономічний;

    накопичення молочної кислоти у м'язах істотно порушує їх нормальне функціонування та сприяє втомі м'яза.

Загальний результат гліколізу може бути представлений у вигляді наступних рівнянь:

С 6 Н 12 О 6 + АДФ + 2 Н 3 РВ 4 С 3 Н 6 О 3 + 2 АТФ + 2 Н 2 О;

глюкоза молочна кислота

n + 3 АДФ + 3 Н 3 РО 4 С 3 Н 6 О 3 + n _ 1 + 3 АТФ + 2 Н 2 О

глікоген молочна кислота

Схема анаеробного та аеробного гліколізу

Для оцінки гліколізу використовують дві біохімічні методики. вимірювання концентрації лактату в крові, вимірювання водневого показника крові та визначення лужного резерву крові.

Визначають також вміст лактату в сечі. Це дає інформацію про сумарний вклад гліколізу у забезпечення енергією вправ, виконаних під час тренування.

Ще одним важливим показником є лактатний кисневий борг.Лактатний кисневий борг – це підвищене споживання кисню протягом 1-1,5 годин після закінчення м'язової роботи. Цей надлишок кисню необхідний усунення молочної кислоти, що утворилася під час виконання м'язової роботи. У добре тренованих спортсменів кисневий борг становить 20-22 л. За величиною лактаного боргу судять про можливості даного спортсмена при навантаження субмаксимальної потужності.

Перш ніж ми описати систему MOVEOUT, я хочу, щоб ви взагалі розуміли, які процеси відбуваються в м'язах при роботі. Я не вдаватимуся до найменших подробиць, щоб не травмувати вашу психіку, тому розповім про найважливіше. Що ж, можливо багато хто не зрозуміє цей розділ, але раджу його добре вивчити, тому що завдяки ньому ви зрозумієте як працюють наші м'язи, а значить зрозумієте як їх правильно тренувати.

Отже, основне, що потрібно для роботи наших м'язів – це молекули АТФ, з якої м'язи отримують енергію. Від розщеплення АТФ утворюється молекула АДФ+енергія. Ось тільки запасів АТФ вистачає в наших м'язах лише на 2 секунди роботи, а далі йде ресинтез АТФ із молекул АДФ. Власне, від типів процесів ресинтезу АТФ залежить працездатність і функціональність.

Отже, виокремлюють такі процеси. Вони зазвичай підключаються один за одним

1. Анаеробний креатинфосфатний

Головною перевагою креатинфосфатного шляху утворення АТФ є

  • малий час розгортання,
  • Висока потужність.

Креатинфосфатний шлях пов'язаний з речовиною креатинфосфатом. Креатинфосфат складається із речовини креатину. Креатинфосфат має великий запас енергії і високу спорідненість з АДФ. Тому він легко вступає у взаємодію з молекулами АДФ, що з'являються у м'язових клітинах при фізичній роботі внаслідок реакції гідролізу АТФ. У ході цієї реакції залишок фосфорної кислоти із запасом енергії переноситься з креатинфосфату на молекулу АДФ з утворенням креатину та АТФ.

Креатинфосфат+АДФ → креатин+АТФ.

Ця реакція каталізується ферментом креатинкіназою. Цей шлях ресинтезу АТФ іноді називають креатикіназним, іноді фосфатним або алактатним.

Креатинфосфат – речовина неміцна. Утворення з нього креатину відбувається без ферментів. Не використовується організмом креатин, виводиться з організму із сечею. Синтез креатинфосфату відбувається під час відпочинку надлишку АТФ. При роботі м'язової помірної потужності запаси креатинфосфату можуть частково відновлюватися. Запаси АТФ та креатинфосфату у м'язах називають також фосфагени.

Фосфатна система відрізняється дуже швидким ресинтезом АТФ із АДФ, проте вона ефективна лише протягом дуже короткого часу. При максимальній навантаженні фосфатна система виснажується протягом 10 с. Спочатку протягом 2 с витрачається АТФ, а потім протягом 6-8 с – КФ.

Фосфатна система називається анаеробною, тому що в ресинтезі АТФ не бере участі кисень і алактатної, оскільки не утворюється молочна кислота.

Ця реакція є основним джерелом енергії для вправ максимальної потужності: біг на короткі дистанції, стрибки метання, підйом штанги. Ця реакція може неодноразово включатися під час виконання фізичних вправ, що уможливлює швидке підвищення потужності виконуваної роботи.

2. Анаеробний гліколіз

У міру збільшення інтенсивності навантаження настає період, коли м'язова робота вже не може підтримуватися за рахунок однієї лише анаеробної системи через нестачу кисню. З цього моменту до енергозабезпечення фізичної роботи залучається лактатний механізм ресинтезу АТФ, побічним продуктом якого є молочна кислота. При нестачі кисню молочна кислота, що утворилася в першій фазі анаеробної реакції, не нейтралізується повністю в другій фазі, в результаті чого відбувається її накопичення в працюючих м'язах, що призводить до ацидозу або закислення м'язів.

Гліколітичний шлях ресинтезу АТФ, як і креатинфосфатний є анаеробним шляхом. Джерелом енергії, необхідної для ресинтезу АТФ у разі є м'язовий глікоген. При анаеробному розпаді глікогену від його молекули під дією ферменту фосфорилази послідовно відщеплюються кінцеві залишки глюкози у формі глюкозо-1-фосфату. Далі молекули глюєзо-1-фосфату після ряду послідовних реакцій перетворюються на молочну кислоту.Цей процес називається гліколіз.В результаті гліколізу утворюються проміжні продукти, що містять фосфатні групи, з'єднані макроергічні зв'язки. Цей зв'язок легко переноситься на АДФ із утворенням АТФ. У спокої реакції гліколізу протікають повільно, але при м'язовій роботі його швидкість може зрости в 2000 разів, причому вже в передстартовому стані.

Час розгортання 20-30 секунд .

Час роботи з максимальною потужністю – 2-3 хвилини.

Гліколітичний спосіб утворення АТФ має низка перевагперед аеробним шляхом:

  • він швидше виходить на максимальну потужність,
  • має більш високу величину максимальної потужності,
  • не вимагає участі мітохондрій та кисню.

Однак цей шлях має і свої недоліки:

  • процес малоекономічний,
  • накопичення молочної кислоти у м'язах істотно порушує їх нормальне функціонування та сприяє втомі м'яза.

1. Аеробний шлях ресинтезу

Аеробний шлях ресинтезу АТФіначе називається тканинним диханням -це основний спосіб утворення АТФ, що протікає в мітохондріях м'язових клітин. У ході тканинного дихання від речовини, що окислюється, віднімаються два атоми водню і по дихальному ланцюгу передаються на молекулярний кисень, що доставляється в м'язи кров'ю, в результаті чого виникає вода. За рахунок енергії, що виділяється при утворенні води, відбувається синтез молекул АТФ із АДФ та фосфорної кислоти. Зазвичай на кожну молекулу води, що утворилася, доводиться синтез трьох молекул АТФ.

Киснева, або аеробна система є найбільш важливою для спортсменів на витривалість, оскільки вона може підтримувати фізичну роботу протягом тривалого часу. Киснева система забезпечує організм, і зокрема м'язову діяльність, енергією за допомогою хімічної взаємодії харчових речовин (головним чином, вуглеводів та жирів) з киснем. Харчові речовини надходять до організму з їжею та відкладаються у його сховищах для подальшого використання за потребою. Вуглеводи (цукор та крохмалі) відкладаються у печінці та м'язах у вигляді глікогену. Запаси глікогену можуть сильно змінюватись, але в більшості випадків їх вистачає як мінімум на 60-90 хв роботи субмаксимальної інтенсивності. У той же час запаси жирів в організмі практично невичерпні.

Вуглеводи є ефективнішим " паливом " проти жирами, оскільки за однаковому споживанні енергії з їхньої окислення потрібно на 12% менше кисню. Тому в умовах нестачі кисню при фізичних навантаженнях енергоутворення відбувається насамперед за рахунок окиснення вуглеводів.

Оскільки запаси вуглеводів обмежені, обмежена можливість їх використання у видах спорту на витривалість. Після вичерпання запасів вуглеводів до енергозабезпечення роботи підключаються жири, запаси яких дозволяють виконувати дуже тривалу роботу. Вклад жирів та вуглеводів у енергозабезпечення навантаження залежить від інтенсивності вправи та тренованості спортсмена. Чим вище інтенсивність навантаження, тим більший внесок вуглеводів у енергоутворення. Але при однаковій інтенсивності аеробного навантаження тренований спортсмен буде використовувати більше жирів і менше вуглеводів, порівняно з непідготовленою людиною.

Таким чином, тренована людина більш економічно витрачатиме енергію, оскільки запаси вуглеводів в організмі небезмежні.

Продуктивність кисневої системи залежить від кількості кисню, яка здатна засвоїти організм людини. Чим більше споживання кисню під час виконання тривалої роботи, тим вищими є аеробні здібності. Під впливом тренувань аеробні можливості людини можуть зрости на 50%.

Час розгортанняскладає 3 - 4 хвилини, але у добре тренованих спортсменів може становити 1 хв. Це з тим, що у доставку кисню в мітохондрії потрібно перебудова майже всіх систем організму.

Час роботи з максимальною потужністюскладає десятки хвилин. Це дає можливість використовувати цей шлях при тривалій роботі м'язів.

Порівняно з іншими процесами ресинтезу АТФ, що йдуть у м'язових клітинах, аеробний шлях має ряд переваг:

  • Економічність: з однієї молекули глікогену утворюється 39 молекул АТФ, при анаеробному гліколізі лише 3 молекули.
  • Універсальність як початкові субстрати тут виступають різноманітні речовини: вуглеводи, жирні кислоти, кетонові тіла, амінокислоти.
  • Дуже велика тривалість роботи. У спокої швидкість аеробного ресинтезу АТФ може бути невеликою, але за фізичних навантажень вона може стати максимальною.

Проте є недоліки.

  • Обов'язкове споживання кисню, що обмежене швидкістю доставки кисню в м'язи та швидкістю проникнення кисню через мембрану мітохондрій.
  • Великий час розгортання.
  • Невелику за максимальною величиною потужність.

Тому м'язова діяльність, властива більшості видів спорту, може бути повністю отримана цим шляхом ресинтезу АТФ.

Примітка. Цей розділ написано на основі підручника "ОСНОВИ БІОХІМІЇ СПОРТУ"

Кількісні критерії шляхів ресинтезу АТФ.

Для кількісної характеристики різних шляхів ресинтезу АТФ зазвичай використовуються такі критерії:

а) максимальна потужність або максимальна швидкість - це найбільша кількість АТФ, яка може утворитися в одиницю часу за рахунок цього шляху ресинтезу. Вимірюється максимальна потужність у калоріях або джоулях, виходячи з того, що 1 ммоль АТФ (506 мг) відповідає у фізіологічних умовах приблизно 12 кал або 50 Дж ( 1 кал = 4,18 Дж).Тому цей критерій має розмірність кал/хв·кг м'язової тканини або відповідно Дж/хв·кг м'язової тканини.

б) Час розгортання - це мінімальний час, необхідне виходу ресинтезу АТФ на свою максимальну швидкість, тобто. для досягнення максимальної потужності. Цей критерій вимірюється в одиницях часу (с., хв.).

в) Час збереження або підтримки максимальної потужності це найбільший час функціонування цього шляху ресинтезу АТФ із максимальною потужністю. Одиниці виміру - с., хв., годинник.

г) Метаболічна ємність - це загальна кількість АТФ, яка може утворитися під час м'язової роботи за рахунок цього шляху ресинтезу АТФ.

Залежно від споживання кисню шляхи ресинтезу поділяються на аеробні і анаеробні.

Аеробний шлях ресинтезу АТФ ( синоніми : тканинне дихання, аеробнеабо окисне фосфорилювання ) - це основний, базовий спосіб утворення АТФ, що протікає в мітохондріях м'язових клітин. У ході тканинного дихання від речовини, що окислюється, віднімаються два атоми водню ( два протони і два електрони)і з дихального ланцюга передаються на молекулярний кисень - Про 2 , що доставляється кров'ю в м'язи з повітря, внаслідок чого виникає вода. За рахунок енергії, що виділяється при утворенні води, відбувається синтез АТФ із АДФ та фосфорної кислоти. Зазвичай на кожну молекулу води, що утворилася, доводиться синтез 3 молекул АТФ.

У спрощеному вигляді ресинтез АТФ аеробним шляхом може бути представлений схемою:

Найчастіше водень віднімається від проміжних продуктів циклу трикарбонових кислот (ЦТК) – циклу Кребса ( ізолімонна, a-кетоглутарова, бурштинова та яблучна кислоти).Цикл Кребса - це завершальний етап катаболізму, під час якого відбувається окислення ацетилкоферменту А до СО 2 та Н 2 В. У ході цього процесу від перерахованих вище кислот забирається 4 пари атомів водню і тому утворюється 12 молекул АТФ при окисленні однієї молекули ацетилкоферменту А.

Підсумкове рівняння ЦТК:

СН 3 СО~SКоА + 1/2 Про 2 KoA-SH + 2 CO 2 +H 2 O


Ацетил-кофермент А Кофермент А

12 АДФ + 12 Н 3 РВ 4 12 АТФ

Натомість, ацетил-КоА може утворюватися з вуглеводів, жирів і амінокислот, тобто. через ацетил-КоА в цикл Кребса залучаються вуглеводи, жири та амінокислоти:



Вуглеводи+Про 2

+Про 2+Про 2

Жири Ацетил-КоА 2 СО 2+Н 2 Про