В результате выделяется химическая энергия, которую клетка запасает в АТФ. Это универсальный накопитель энергии, которую организм тратит на рост, движение, поддержание своей жизнедеятельности.
Энергетическими источниками для образования АТФ в скелетных мышцах являются креатинфосфатная кислота (КрФ), углеводы, жиры, белки.
Выделяют четыре механизма образования АТФ в тканях, каждый из которых имеет свои метаболические и биоэнергетические особенности. В энергообеспечении используются различные механизмы зависимости от интенсивности и длительности выполняемого упражнения. В скелетных мышцах выявлены три анаэробные и один аэробный пути образования АТФ.
Аэробный механизм образования АТФ включает реакции окислительного фосфорилирования, протекаемые в митохондриях.
Аэробный механизм ресинтеза АТФ в обычных условиях обеспечивает около 90 % общего количества АТФ, ресинтезируемой в организме. Ферментные системы аэробного обмена расположены в основном в митохондриях мышц. Механизм аэробного окисления питательных веществ носит название «окислительное фосфорилирование».
В качестве продуктов аэробного окисления используются глюкоза, высшие жирные кислоты, отдельные аминокислоты, кетоновые тела, молочная кислота и другие недоокисленные продукты метаболизма. Все эти вещества постепенно превращаются в единое вещество – ацетил-КоА, который окисляется в цикле лимонной кислоты до конечных продуктов диоксида углерода и воды с участием многочисленных окислительных ферментов и кислорода, доставляемого к тканям гемоглобином эритроцитов крови, а в скелетных мышцах – с участием кислорода, накапливаемого белком миоглобина. Скорость образования АТФ в процессе окислительного фосфорилирования зависит от следующих факторов:
• соотношения АТФ/АДФ (при отсутствии в клетке АДФ синтез АТФ не происходит);
• количества кислорода в клетке и эффективности его использования;
• активности многочисленных окислительных ферментов;
• количества систем дыхательных ферментов в митохондриях;
• целостности мембран митохондрий;
• количества митохондрий в клетке;
• концентрации гормонов, регуляторов процесса аэробного окисления веществ.
Снижение концентрации АТФ, наблюдаемое сразу после начала выполнения интенсивной физической нагрузки, активирует дыхательную и сердечно-сосудистую системы, доставляющие кислород к клеткам.
Количество кислорода, потребляемого легкими, прямо пропорционально количеству кислорода, используемому в процессах окислительного фосфорилирования. Это позволяет определять величину аэробного энергообразования по поступлению кислорода. Нормализация частоты дыхания и ЧСС происходит только после удовлетворения повышенных потребностей клеток в АТФ.
При потреблении одинакового количества кислорода объем выполненной работы