Мобилизация энергетических ресурсов организма при мышечной деятельности

Увеличению скорости реакций, обеспечивающих энергией работающие мышцы, способствует усиленная мобилизация энергетических ресурсов организма. Таблица 13 дает представление о запасах энергии в организме человека в норме.

Таблица 13

Запасы энергии в организме человека (по М.И. Калинскому, 1989)

Образование энергии (в виде АТФ), необходимой для выполнения мышечной работы, осуществляется в результате биохимических процессов, основанных на использовании трех видов источников: 1) алактатных анаэробных; 2) лактатных анаэробных и 3) аэробных. Возможность каждого из этих источников определяется скоростью освобождения энергии в метаболических процессах и количественным содержанием субстратов.

Алактатные анаэробные источники связаны с использованием АТФ и креатинфосфата, лактатные - с распадом гликогена в мышцах и с образованием лактата, аэробные - с окислением субстратов (углеводов и жиров) в присутствии кислорода (см. главу 11).

Содержание АТФ и креатинфосфата, используемого в первые секунды работы, быстро снижается (рис. 35), после чего основным источником энергии становятся углеводы, прежде всего гликоген мышц. Гликогенолиз активируется повышением концентрации в мышцах АМФ, катионов кальция, адреналина и ацетилхолина.

184

Активация гликогенолиза идет на уровне повышения активности гликогенфосфорилазы. Однако при длительных упражнениях запас гликогена мышц может оказаться недостаточным; в такой ситуации начинают использоваться внемышечные источники энергии, в первую очередь, гликоген печени. Гликогенолиз в печени стимулируется гормонами - адреналином и клюкагоном; глюкоза, полученная при расщеплении гликогена в печени, кровотоком доставляется в работающую мышцу. Первый фермент гликолиза - гексокиназа - локализован на внешней мембране митохондрий; остальные гликолитические ферменты фиксированы на актиновых нитях

Рис.35. Содержание АТФ и Кф в мышце при тяжелой физической работе (по В.Н. Платонову, 1988)

Рис.36. Изменение содержания гликогена в мышце при тяжелой физической работе

185

Рис. 37. Содержание молочной кислоты в крови в зависимости от относительной величины нагрузки на велоэргометре

миофибрилл, где и происходит анаэробный процесс распада глюкозо-6-фосфата до молочной кислоты. Изменение количественного содержания гликогена и молочной кислоты иллюстрируют рисунки 36 и 37. При повышении концентрации молочной кислоты происходит включение аэробных процессов энергообеспечения мышечной деятельности.

Способность к длительному выполнению работы за счет тех или иных источников энергообразования определяется не только количественным содержанием конкретных субстратов, но и эффективностью их использования.

186