сокращение
Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ дефосфорилируется благодаря ферментативному действию миозина и превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а затем при потере еще одной группы фосфорной кислоты – в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мышц. Так как АТФ расходуется, то длительная мышечная работа невозможна без восстановления (ресинтеза) АТФ.
Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту:
2. Креатинфосфат → креатин + Н3РO4 + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ
За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но не продолжительные нагрузки – от 20–30 с до 1–2 мин (бег на 100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов:
3. Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)
В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.
Для дальнейших реакций необходимо наличие кислорода – начинается аэробная фаза, во время которой происходит распад молочной кислоты до углекислого газа (СО2) и воды (Н2О):
4. Молочная кислота → СО2 + H2O + 700 ккал
Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты до глюкозы и гликогена, а также – на восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.
Запас АТФ в скелетных мышцах обеспечивает всего лишь 10 одиночных сокращений. При максимальном мышечном сокращении имеющихся в тканях запасов АТФ достаточно только на одну секунду. Энергия креатинфосфата, концентрация которого в 3–8 раз больше, чем АТФ, может поддержать такое сокращение в течение еще нескольких секунд. При максимальном сокращении на протяжении нескольких секунд абсолютно необходим анаэробный гликолиз, в котором используются запасы гликогена. Ресинтез гликогена из образующейся при этом молочной кислоты возможен лишь в аэробных условиях, поэтому при работе мышц так необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез гликогена и запасы углеводов быстро истощаются. Процесс расслабления мышцы связан с обратным поступлением Са2+ в саркоплазматический ретикулум [59].
Таким образом, механизм мышечного сокращения сопряжен с расходованием энергетических ресурсов. Истощение данных ресурсов приводит к проявлению ряда специфических физиологических состояний организма, о чем речь пойдет далее.
? Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о строении сократительного аппарата мышц.
2. Раскройте механизм мышечного сокращения.
3. Дайте общую характеристику механизмам потребления энергии при мышечном сокращении.
2.4. Физиологические состояния при занятиях физическими упражнениями
В тренировочной деятельности можно