bioenergetika izomműködés
Tissue levegőt - a fő módszer, amely során az ATP-t használjuk az összes sejtek a szervezetben (kivéve a vörös vérsejtek).
A folyamat során a szöveti légzést az oxidálható anyagok levontuk két hidrogénatom (két proton és két elektron), és a légzési lánc álló enzimek és koenzimek visszük át a molekuláris hidrogén - O2. szállít vért a levegőt az összes a test szöveteibe. Ennek eredményeként a hozzáadásával hidrogén atomok oxigén, víz képződik. Az energia számla, során felszabaduló elektronok mozgása a légzési lánc mitokondriumokban az ATP szintézis származó ADP-t és a foszforsav. Jellemzően, a kialakulását egy molekula víz kíséri szintézise három molekula ATP.
Egyszerűsített formában, szöveti légzést leírható a következő rendszer.
Mivel az oxidációs szubsztrátok (azaz olyan anyagok, amelyek levonjuk hidrogénatom) a szöveti légzést segítségével a különböző köztes bomlástermékek a fehérjék, szénhidrátok és zsírok. Azonban, a legtöbb gyakran kitéve az oxidációs intermedierek a trikarbonsav ciklusban (TCA) - Krebs-ciklus (izocitromsav, piruvinsav, a borostyánkősav és almasav). Krebs-ciklus - az utolsó lépés a katabolizmus, amelyben végbemegy az oxidáció maradékot ecetsav, része az acetil-koenzim A - egy univerzális metabolitja az organizmus, amely, ha a bomlási alakítjuk fő szerves anyagok - fehérjék, szénhidrátok és zsírok.
Néhány esetben visszavonása a hidrogénatomok a oxidálható anyagok előfordul a citoplazmában, és szintén nem hasított hidrogénatom kapcsolódik oxigén (mint abban az esetben a szöveti légzést), és valamely más anyagnak. Leggyakrabban ez a hidrogén-akceptor piroszőlősav termelt a bomlási a szénhidrátok és az aminosavak. Ennek eredményeként a hozzáadásával a hidrogénatomok piroszőlősav alakítjuk tejsav (laktát). Így, az ilyen típusú oxidációs, ahelyett, hogy a végtermék - víz - egyéb végső termék formája - tejsav, és ez történik fogyasztás nélkül az oxigén, azaz anaerob. Mivel a felszabaduló energia, amikor hajtjuk a citoplazmában ATP szintézis, amely az úgynevezett anaerob vagy szubsztrát foszforiláció, illetve az anaerob szintézisét ATP. A biológiai célja az ilyen típusú oxidációs - megszerzésének ATP nélkül szöveti légzést és oxigén.
Izomkontrakció összetett mechanokémiai folyamat, amelynek során a ATP hidrolitikus hasítása kémiai energia alakul át mechanikai által végzett munka az izom.
A folyamat a izomlazító, vagy pihenés, valamint a izom-összehúzódás folyamatát végzi energiájának felhasználásával ATP-hidrolizátum. Mindkét fázis izomműködés - összehúzódás és pihenés - folytassa a kötelező használatának energiát szabadul fel, amikor az ATP-hidrolizátum.
Azonban, ATP-izom sejtek kicsik (nyugalmi koncentrációban ATP az izom körülbelül 5 mmol / l), és elég izom belül dolgoznak 1-2 másodperc. Ezért, hogy biztosítsa a folyamatos izomműködés izmokban legyen a befejezése ATP tárolja. Az ATP képződése az izomsejtekben során közvetlenül fizikai munka nevű újraszintézisét ATP, és jön az energiafogyasztást. Attól függően, hogy az energiaforrás elszigetelt többféleképpen újraszintézisét ATP.
A következő kritériumok általában használt számszerűsíteni ATP resynthesis különböző módon:
- maximális teljesítmény, vagy a legnagyobb sebesség - a legnagyobb mennyiségű ATP képezhetünk egységnyi idő miatt ezt az utat resynthesis. Mért maximális teljesítmény kalóriát vagy joule, feltételezve, hogy 1 mmol ATP-t (506 mg) felel fiziológiás körülmények között, körülbelül 12 cal vagy 50 J (1 cal = 4,18 J). Ezért, ez a kritérium méretükben cal / min kg vagy izomszövet, egymás után J / m kg izomszövet;
- Telepítési időt - ez a minimum szükséges idő, hogy kilépjen az ATP resynthesis a legmagasabb sebességet, vagyis a annak érdekében, hogy maximális teljesítményt. Ez a kritérium egységekben mérjük az idő (s, m);
- miközben vagy fenntartásának a maximális teljesítmény - ez a legnagyobb ideje működésének módja ATP újraszintézisét maximális teljesítménnyel. Units - s, m, H;
- metabolikus kapacitás - a teljes ATP mennyiségét, amely során alakíthatók izommunka útján a újraszintézisét ATP.
Attól függően, hogy az oxigén fogyasztási pálya újraszintézisét osztva aerob és anaerob / 24 /.
Aerobic útvonal ATP resynthesis
(Szinonimák: szöveti légzést, aerob vagy oxidatív foszforiláció) - a fő, alapvető módszer az ATP képződése áramló mitokondriumokban izomsejtek. Során szöveti légzést az oxidálható anyagok levontuk két hidrogénatom (két proton és két elektron), és a légzési lánc visszük át molekuláris oxigént - O2. szállít vért a izmok a levegő, amelynek során a víz fordul elő. Az energia rovására képzés alatt felszabaduló vizet, az ATP szintézis származó ADP-t és a foszforsav. Jellemzően minden egyes vízmolekula képződött három molekula ATP-szintézis. Az viszont, acetil - CoA elő lehet állítani a szénhidrátok, zsírok és az aminosavak, azaz acetil - CoA a Krebs-ciklus érintett szénhidrátok, zsírok és az aminosavak.
Egy másik módja aktivátor aerob ATP resynthesis jelentése CO. A kapott fizikai munka, amely meghaladja a légúti központja az agy aktiválja a szén-dioxid, amely végül növekedéséhez vezet a vér áramlási sebesség és javítja az oxigén, hogy az izmok.
Az aerob út a ATP képződése jellemzi az alábbi kritériumoknak:
- maximális teljesítmény (az 350-450 cal / kg perc);
- Telepítési idő (3-4 perc, a jól képzett sportolók lehet körülbelül 1 perc.);
- üzemidő maximális kapacitása (tíz perc).
Mint már jeleztük, az áramforrások a aerob újraszintézisét ATP a szénhidrátok, zsírok és aminosavak, amely befejezi bomlás Krebs-ciklus. És ebből a célból, nem csak intramuszkuláris koncentrációi ezen anyagok, hanem a szénhidrátok, zsírok, aminosavak és ketontestek, szállít vért a izmok a fizikai aktivitás során. Ebben a tekintetben az út ATP újraszintézisét működik, maximális teljesítmény ilyen hosszú ideig.
Összehasonlítva más zajló folyamatokat izomsejtek aerob újraszintézisét ATP resynthesis számos előnye van. Ez jellemzi a magas hatásfok: ebben a folyamatban a mély bomlása oxidálható anyagok a végtermék - CO és NO, ezért nagy mennyiségű energia szabadul fel. Egy másik előnye ennek a módon újra-szintézis a sokoldalúság használata szubsztrátok. Során aerob ATP újraszintézisét oxidálja az összes szerves bázikus anyag szervezetben :. aminosavak (fehérjék), szénhidrátok, zsírsavak, ketontestek, stb Egy másik előnye ennek a módszernek az ATP képződése egy nagyon hosszú időtartama működését: gyakorlatban ez folyamatosan működik az egész élet.
Azonban az aerob ATP képződése eljárásnak számos hátránya van, funkcionális állapotát a kardiorespiratorikus korlátozó tényező korlátozza időtartamát aerob ATP resynthesis utat maximális teljesítmény és a maximális teljesítmény értéke is. Jellemzők aerob módon korlátozza az a tény, hogy az összes szöveti légzést enzimeket építeni a belső membránján mitokondrium formájában együttesek és légzési funkció csak a jelenlétében egy intakt membrán. Bármilyen tényezők, amelyek befolyásolják az állam és tulajdonságait membránok, megzavarhatja a ATP képződése aerob. Például, megsértése oxidatív foszforiláció megfigyelt acidózis (megnövekedett savasság), duzzanat mitokondrium a fejlesztés a izomsejtek a folyamat szabad gyökös lipidek oxidációja, amely a membrán a mitokondrium.
A másik hátránya az aerob ATP képződés lehet tekinteni, mint egy nagy telepítési időt (3-4 perc). És egy kis abszolút értéke a maximális teljesítmény / 24 /.
Anaerob módon ATP resynthesis
Anaerob útját újraszintézisét ATP (kreatinfosfatny, glikolitinichesky) további módjai ATP kialakulását azokban az esetekben, amikor az elsődleges fogadó útvonal ATP - aerob - nem tudják biztosítani a szükséges mennyiségű izomműködés energiát. Ez történik az első percben bármilyen munkát, ha a szöveti légzést még nem teljesen kibontakozott, valamint a teljesítmény a nagy teljesítményű gyakorlat.
Kreatinfosfatny útvonal ATP resynthesis
A kreatin-foszfát van egy nagy tartalék energia és nagy affinitást mutatnak az ADP. Ezért könnyen reakcióba lép a molekulákkal ADP megjelenő izomsejtekben során fizikai művelet eredményeként az ATP hidrolízis.
Kreatinfosfatnaya reakció megfordítható, de egyensúlyi tolódik ATP képződése, és így elkezd azonnal végrehajtható, amint az első részei jelennek miotsitaz ADP. Ezt a reakciót enzim katalizálja a kreatin-kináz. Amikor a izomműködés kreatikinazy jelentősen növeli való kitettség miatt az aktiváló kalciumionok, kreatin, A reakció során képződött. E mechanizmusok útján kreatin-kináz aktivitás kezdetén izmos munka drámaian megnő és keatinfosfatnaya reakció gyorsan eléri a teljes sebességet.
A kreatin-foszfát, immáron egy nagy mozgásteret kémiai energia, az anyag instabil. Belőle könnyen hasíthatjuk foszforsav, ami a ciklizáció a kreatin maradékot, ami a kialakulását a kreatin.
Kreatin képződése zajlik bevonása nélkül enzimek, spontán, ez a reakció visszafordíthatatlan. A kapott kreatinin a szervezetben nem használt, és választódik ki a vizeletben.
Szintézise foszfokreatin az izomsejtekben közben történik nyugalmi reakciójával kreatin feleslegben ATP. Részben a kreatin készletek helyreállítható, és közben izmos munka mérsékelt teljesítmény, amely ATP szintetizálódik rovására szöveti légzés olyan mennyiségben, amely elegendő ahhoz, hogy biztosítsa és izomsejt összehúzódó funkció, és a feltöltési kreatifosfata csavart. Ezért a végrehajtása során a fizikai munka kreatinfosfatnaya reakció lehet több. kreatin képződését a májban a aminosavból, a glicin, metionin és az arginin.
Kreatinfosfatny útját ATP szintézis jellemzi a következő értékek elfogadott mennyiségi kritériumok:
- legnagyobb teljesítmény (a 900-1100 kcal / kg perc);
- Telepítési idő (mindössze 1-2);
- üzemidő maximális sebesség (8-10 másodperc).
A fő előnye kreatinfosfatnogo útját ATP igen alacsony telepítési időt és nagy teljesítmény, ami elengedhetetlen a sebesség és a teljesítmény sport. A fő hátránya ennek ATP szintézis módszer lényegében korlátozza a lehetőségeket, rövid műveleti idő. fenntartása a maximális sebesség az egész 8-10, a végén a sebesség a felére csökken, és a végén a 3. perc intenzív munka kreatinfosfatnaya reakció gyakorlatilag megszűnik az izom.
A biokémiai értékelése ATP resynthesis kreatinfosfatnogo útvonal tipikusan két paramétert: a kreatinin arány és alaktatnomu oxigén adósság.
Alaktatny oxigén adósság - ez a növekedés (a fenti nyugalmi szint) oxigénfogyasztás a következő 4-5 perc után egy rövid távú feladat maximális teljesítményt. Ez oxigénfelesleg szükséges a nagy sebességű szöveti légzést után azonnal loading létrehozni izomsejtek megnövekedett koncentrációit ATP. Így, a kreatin működés közben felhalmozódását eredményezi a kreatin transzformációs ami ismét azt kívánja bizonyos mennyiségű kreatin-foszfát oxigén.
ATP újraszintézisét glikolitikus anyagcsereút (glikolízis)
Glikolízis anaerob ugyanúgy a ATP képződése. Az energiaforrás szükséges ATP resisinteza izom glikogén. A anaerob bomlása glikogén foszforiláz enzim egy sor egymást követő lépések alakítjuk tejsav. A glikolízis során közbenső termékek tartalmazó foszfát-csoport energiával kötést, amely könnyen át ADP alkotnak ATP.
Minden enzimek glikolízis vannak szarkoplazma izomsejtekben. Glikolízis is alá kell vetni a glükóz belépő az izmoknak a véráramba.
Maximális teljesítmény - 750-850 kcal / kg perc.
Telepítési időt - 20-30.
Üzemidő maximális kapacitás - 2-3 perc.
Előnyei aerob glikolízis ATP képződést: gyorsan bejut a maximális teljesítmény fordul elő nagy sebességgel, magasabb maximális kimeneti érték, és nem igényel részvételét a mitokondriumok és az oxigént.
Hátrányai glikolízis: nagy sebességű a folyamat gyorsan csökkenéséhez vezet az izom glikogén koncentrációra és a felhalmozásra a glikolízis során tejsav növeli a savasságot belsejében izomsejtek, ami csökkenti a katalitikus enzimek aktivitását a glikolízis; maloekonomichen glikolízis. Növelése a laktát koncentrációját az izomrostok okoz pH-jának eltolása a savas oldalig, a vizsgált izomfehérje konformációs változások, csökkenéséhez vezet a funkcionális aktivitás, azaz a Ez vezet a fejlődés a fáradtság.
Azáltal, hogy csökkenti az intenzitást a fizikai aktivitás és a szabadidős időközönként edzés közben laktát lehet részlegesen kialakított ki az izom sejtek a nyirok és a vér, amely lehetővé teszi a visszazárás glikolízis.
A relatív teljesítménye a zóna izmos munka
A jelenleg elfogadott osztályozási különböző teljesítményű izomműködés. Egyikük - V.S.Farfelyu besorolás a feltevésen alapul, hogy a hatalom gyakorlása miatt végzett közötti kapcsolat három fő útja újraszintézisét ATP izomműködést működés közben. Ezen osztályozás szerint, négy relatív teljesítménye izmos munkaterületek: a maximális, szubmaximális, nagy vagy közepes.
A munka területén maximális teljesítmény tarthat 15-20 másodpercig. A fő forrása a ATP ilyen körülmények között - a kreatin-foszfát. Csak a végén a reakció kreatinfosfatnaya helyébe glikolízis.
Job Szubmaximális teljesítmény zóna időtartama 5 perc. Vezetési mechanizmus resintenza ATP - glikolízis. A korai munkája, míg a glikolízis még nem érte el a maximális sebességet, az ATP képződése miatt van kreatin, és a végén a glikolízis kezdődik helyébe szöveti légzést. Munka Szubmaximális teljesítményzóna jellemzi a nagy oxigén adósság.
Munka a nagy teljesítményű zóna hossza legfeljebb 30 perc. A munka ezen a területen jellemzi megközelítőleg azonos hozzájárulását glikolízis és szöveti légzés. Kreatinfosfatny útvonal ATP resynthesis funkciók csak az elején.
Munka az övezetben a mérsékelt erő húzódik 30 perc alatt. izomtevékenységet Energoobesechenie jelentkezik döntően aerob / 24 /.