Az atf aerob és anaerob szintézise. Az ATB újraszintézise - a biokémiai sportok alapelvei. A folyamatban lévő reakciók általános mutatói és energiaképességei
Az ATP újraszintézis folyamata működés közben sematikusan a következő egyenlettel fejezhető ki:
ADP + H 3 PO 4 + energia → ATP + H 2 O
Az ADP szervetlen foszfáttal történő foszforilációja fiziológiás körülmények között körülbelül 9 kcal/mol ATP energiafogyasztást igényel. A szükséges energiamennyiség kétféle folyamatban szabadulhat fel: aerob, amelyek áramlásához oxigénre van szükség, és anaerob, amelyek oxigén részvétele nélkül újraszintetizálják az ATP-t.
Mielőtt rátérnénk az ATP-reszintézis különböző útjainak közvetlen jellemzésére, térjünk ki az összehasonlításukra alkalmas mutatókra, hogy felmérjük e folyamatok lehetőségeit, előnyeit és hátrányait. Ezek a mutatók magukban foglalják a folyamat maximális teljesítményét, kiépítésének sebességét, az anyagcsere-kapacitást és a hatékonyságot.
Az ATP újraszintézis folyamatának maximális teljesítményét az a legnagyobb energiamennyiség becsüli meg, amelyet egy adott folyamat képes biztosítani az egységnyi idő alatti ATP újraszintézis biztosításához (vagy az egységnyi idő alatt újraszintetizált ATP mennyisége). A maximális teljesítményt általában kalóriában (cal), kilokalóriában (kcal), valamint joule-ban (J) vagy kilojoule-ban (kJ) fejezik ki időegységenként (másodperc vagy perc) az emberi testtömeg kg-jára vonatkoztatva.
Az ATP újraszintézis folyamatának fejlődési sebességét a munka megkezdésétől addig a pillanatig becsülik, amikor ez a folyamat eléri a maximális teljesítményt. Másodpercekben vagy percekben van kifejezve.
A metabolikus kapacitás az a teljes energiamennyiség, amely egy folyamat során felszabadul és felhasználható az ATP újraszintézisére. A metabolikus kapacitást kilokalóriában vagy kiloJoule-ban fejezzük ki.
Az energiaellátási folyamatok hatékonyságát az (ATP újraszintézishez) felhasznált hasznos energia és a teljes felszabaduló energia aránya határozza meg. ez a folyamat... Leggyakrabban a hatékonyságot százalékban fejezik ki.
Szokás különbséget tenni termodinamikai, metabolikus és mechanikai hatékonyság között. A termodinamikai hatékonyságot az ATP lebomlása során felszabaduló energia hányadával becsüljük meg, amely mechanikai munkává alakul át. A modern tudományos adatok szerint az ATP lebontása során felszabaduló energia 40-49%-a (0,4) mechanikai munkává alakul.
Az anyagcsere hatékonysága megmutatja, hogy a kémiai átalakulások során felszabaduló energia mekkora része rögzül az ATP nagyenergiájú foszfátkötéseiben. Különösen a szénhidrátok aerob oxidációjának folyamatában a maximális metabolikus hatékonyság körülbelül 60% (0,6).
A mechanikai hatékonyság jellemzi a szervezet azon képességét, hogy a különböző forrásokból származó kémiai kötések energiáját használja fel az izommunka biztosítására. A termodinamikai és a metabolikus hatékonyság szorzataként számítják ki. Tehát közvetlenül a mechanikai munkára a szénhidrátok aerob emésztése során felszabaduló energia körülbelül 25%-a (0,4 × 0,6 = 0,24) alakul át.
Az ATP újraszintézisét végrehajtó fő folyamat az aerob oxidáció, amely teljes mértékben kielégíti a szervezet energiaszükségletét a napi tevékenységek körülményei között. Az aerob konverziót magas metabolikus kapacitás jellemzi. Az a teljes energiamennyiség, amelyet az aerob folyamat képes biztosítani az izommunka biztosításához, sokszorosa az anaerob átalakulásokénak.
Az aerob átalakulások fő energiahordozói a szénhidrátok és zsírok, amelyek tartalékai az emberi szervezetben meglehetősen nagyok. Ezenkívül a fehérje anyagcsere termékei energiaforrásként használhatók. Így az energiahordozók oldaláról gyakorlatilag nincsenek korlátozások az aerob átalakulásokra vonatkozóan. Terjedelmes, hosszan tartó izommunka végzése során azonban problémák adódhatnak az energiaszubsztrátumoknak a raktárból a működő szervekbe és szövetekbe (elsősorban az izmokba) történő eljuttatásával.
Az aerob oxidáció folyamatában a szervezet nem halmoz fel energia-anyagcsere közbenső termékeket. Az aerob átalakulások végtermékei (H 2 O és CO 2) könnyen kiürülnek a szervezetből.
Amint már jeleztük, az ATP-reszintézis aerob útvonala rendelkezik magas hatásfok... Közvetlenül az ATP-reszintézishez az aerob átalakulások során felszabaduló energia akár 60%-át használják fel (az oxidáció és az ATP-reszintézis szétválasztásának hiányában).
Másrészt az aerob oxidációt az anaerob átalakulásokhoz képest lassú kioldódási sebesség és korlátozott maximális teljesítmény jellemzi. Edzetlen egyénekben az ATP aerob újraszintézise az intenzív izommunka megkezdése után 3-4 perccel éri el maximális intenzitását. A szisztematikus edzés lerövidíti ezt az időt. Az előzetes bemelegítésen átesett, magas edzettségű személyeknél az aerob folyamat a munka első percének végére vagy kicsit később fejlődik ki a maximumra. Tekintettel arra, hogy sok sportgyakorlat időtartamát tekintve az aerob folyamatok hiányos kiépítésének zónájába esik, ez a sebesség nem tekinthető elég nagynak.
Az ATP újraszintézis sebessége még az aerob transzformációk maximális teljesítménye mellett is viszonylag alacsony marad, és intenzív munkavégzés során nem tudja pótolni az ATP költségeit. Csak egy aerob energiaellátási mechanizmus jelenlétében a szervezet nem tud gyorsan átváltani a nyugalmi állapotból az intenzív munkába, gyorsan növelni az erőt az edzés során, és nem tud rövid távú intenzív gyakorlatokat végrehajtani. erő természet.
Az ATP újraszintézis anaerob folyamatai mintegy kompenzálják az aerob útvonal hiányosságait. Lényegesen nagyobb a bevetési sebességük és a maximális teljesítményük, de anyagcsere-kapacitásukat tekintve lényegesen alulmúlják az aerob folyamatot.
Az ATP újraszintézisének három fő anaerob folyamata van: kreatin-foszfokináz reakció, glikolízis és miokináz reakció. Az ATP újraszintézis mindhárom esetben az ADP és a nagy energiájú vegyületek kölcsönhatásával megy végbe. izomszövet(kreatin-foszfát és ADP), vagy a szénhidrátok (difoszfoglicerin- és foszfoenol-piruvinsavak) anaerob oxidatív átalakulásának folyamatában képződnek.
Tekintsük egymás után az ATP újraszintézis három fő anaerob mechanizmusát.
Az összehúzódás során az ATP biztosítja az aktomiozin komplex kialakulásához szükséges energiát, az izomrelaxáció során pedig a kalciumionok retikulumba történő aktív szállításához. Az izom kontraktilis funkciójának fenntartásához az ATP koncentrációjának állandó szinten 2-5 mmol / kg-nak kell lennie.
Ezért az izomtevékenység során az adenozin-trifoszforsavat ugyanolyan sebességgel kell helyreállítani, ahogyan az összehúzódás során lebomlik, amelyet az újraszintézisének külön biokémiai mechanizmusai hajtanak végre.
A vázizomzatban és más szövetekben az ATP újraszintézisének energiaforrásai az energiában gazdag foszfáttartalmú anyagok. Jelen vannak a szövetekben (kreatin-foszfát, adenozin-difoszfát), vagy a glikogén, zsírsavak és más energiaszubsztrátok katabolizmusa során keletkeznek. Ráadásul az aerob oxidáció következtében különféle anyagok proton gradiens energiái jelennek meg a mitokondriális membránon.
Újraszintézis adenozin-trifoszfát reakciókban oxigén részvétele nélkül is végrehajtható ( anaerob mechanizmusok ) vagy részvételével ( aerob mechanizmus ). Normál körülmények között az ATP újraszintézise az izmokban túlnyomórészt aerob úton történik. Intenzív fizikai munka során, amikor az izmok oxigénellátása nehézkes, az ATP-reszintézis anaerob mechanizmusai is aktiválódnak. Az adenozin-trifoszfát háromféle anaerob és egy aerob regenerációját azonosították az emberi vázizmokban.
NAK NEK anaerob mechanizmusok ide tartoznak a kreatin-foszfokináz (foszfogén vagy alaktát), a glikolitikus (laktát) és a miokináz mechanizmusok.
Az ATP újraszintézis aerob mechanizmusa A mitokondriumokban végbemenő oxidatív foszforilációból áll, melynek mennyisége a vázizmokban jelentősen megnő az aerob edzés során. Az aerob oxidáció energiaszubsztrátjai a glükóz, zsírsavak, részben aminosavak, valamint a glikolízis (tejsav) és a zsírsavoxidáció (ketontestek) közbenső metabolitjai.
Mindegyik mechanizmusnak más-más energiaképessége van, amelyeket a következő kritériumok szerint értékelnek: maximális teljesítmény, telepítési sebesség, anyagcsere-kapacitás és hatékonyság.
Maximális teljesítmény az ATP képződésének legmagasabb aránya ebben az anyagcsere folyamatban. Korlátozza az alkalmazott mechanizmus által végzett munka rendkívüli intenzitását.
Telepítési sebesség- az adenozin-trifoszfát újraszintézisének ezen útvonalának maximális teljesítményének eléréséhez szükséges idő a munka kezdetétől.
Metabolikus kapacitás- az ATP újraszintézis alkalmazott mechanizmusában az energiaszubsztrátok tartalékainak mennyisége miatt nyerhető ATP teljes mennyisége. A kapacitás korlátozza az elvégzett munka mennyiségét. Az anyagcsere hatékonysága az energia azon része, amely az adenozin-rifoszfát nagy energiájú kötéseiben halmozódik fel. Meghatározza az elvégzett munka jövedelmezőségét és értékeli összérték együttható hasznos akció, amely az összes felhasznált hasznos energia és az aktuális anyagcserefolyamat során felszabaduló teljes mennyiség arányát jelenti.
Általános hatékonyság az anyagcsere-folyamatok energiájának mechanikai munkává alakításakor két mutatótól függ:
- foszforiláció hatékonysága;
- a kemomechanikai csatolás hatékonysága (az ATP mechanikai munkává való átalakításának hatékonysága).
A kemomechanikai csatolás hatékonysága az aerob és anaerob anyagcsere folyamataiban megközelítőleg azonos, és eléri az 50%-ot.
A foszforiláció hatékonysága a legmagasabb az alaktát anaerob folyamatban - körülbelül 80%, és a legalacsonyabb az anaerob glikolízisben - átlagosan 44%. Az aerob folyamatban ez körülbelül 60%.
És így, anaerob mechanizmusok Az ATP képződésének nagy maximális teljesítménye és hatékonysága, de rövid retenciós idővel és kis kapacitással rendelkeznek, az energiahordozók kis tartalékai miatt. Például a kreatin-foszfokináz reakció maximális ereje már 0,5-0,7 s intenzív munka mellett kialakul, és edzetlen embereknél 10-15 másodpercig, magasan edzett sportolóknál pedig 25-30 s-ig fennmarad, és 3,8 kJ/kg/kg. perc.
Az ATP újraszintézis glikolitikus mechanizmusa alacsony hatékonyságban különbözik. Az energia nagy része a keletkező tejsav molekuláiban marad. Ez utóbbi koncentrációja egyenes arányban áll a munka erejével és időtartamával, és csak aerob oxidációval izolálható.
Glikolízis- ez az energiaoktatás fő módja a szubmaximális erőgyakorlatokban, amelyek maximális időtartama 30 mp-től 2,5 percig (közepes távon történő futás, 100 és 200 m-es úszás stb.).
Az energiatermelés glikolitikus mechanizmusa biokémiai alapként szolgál a szervezet különleges nagy sebességű állóképességéhez.
A miokináz reakció az izmokban történik, az ADP koncentrációjának jelentős növekedésével a szarkoplazmában. Ez a helyzet súlyos izomfáradtság esetén fordul elő, amikor más reszintézisútvonalak már nem lehetségesek.
És így, a rövid távú, nagy intenzitású edzés energiaellátásában az anaerob mechanizmusok a főszerep .
Az intenzív terhelésekhez való alkalmazkodás során az anaerob mechanizmusok enzimeinek aktivitása és az energiamechanizmusok tartalékai növekszik: a vázizmokban a kreatin-foszfát tartalma 1,5-2-szeresére, a glikogén tartalma pedig csaknem háromszorosára nőhet.
Frissítve: 2013. június 20. Megtekintések: 85 079Az ATP-reszintézis anaerob útvonalai egymást kiegészítő útvonalak. Két ilyen út létezik, a kreatin-foszfát-útvonal és a laktát-útvonal.
Kreatin-foszfát útvonal anyaggal kapcsolatos kreatin-foszfát... A kreatin-foszfát a kreatin anyagból áll, amely nagy energiájú kötéssel kötődik a foszfátcsoporthoz. Az izomsejtekben lévő kreatin-foszfát nyugalmi állapotban 15-20 mmol / kg.
A kreatin-foszfát nagy energiatartalékkal és nagy affinitással rendelkezik az ADP-hez. Ezért könnyen kölcsönhatásba lép az izomsejtekben fizikai munka során az ATP hidrolízis reakciója következtében megjelenő ADP molekulákkal. A reakció során a maradék energiatartalékkal rendelkező foszforsav a kreatin-foszfátból az ADP-molekulába kerül, kreatin és ATP képződésével.
Kreatin-foszfát + ADP → Kreatin + ATP.
Ezt a reakciót egy enzim katalizálja kreatin kináz... Az ATP újraszintézisének ezt az útvonalát néha kreatin-kináznak is nevezik.
A kreatin-kináz reakció reverzibilis, de az ATP képződése felé hajlik. Ezért azonnal elkezdik végrehajtani, amint az első ADP-molekulák megjelennek az izmokban.
A kreatin-foszfát törékeny anyag. A kreatin képződése enzimek részvétele nélkül történik. A szervezet nem használja fel, a kreatin a vizelettel ürül. Férfiaknál a kreatinin vizelettel történő kiválasztódása 18-32 mg/nap . kg testtömeg, és nőknél - 10-25 mg / nap . kg (ez a kriatinin együttható). A kreatin-foszfát szintézise nyugalomban megy végbe a felesleges ATP-ből. Mérsékelt izommunkával a kreatin-foszfát tartalékok részben visszaállíthatók. Az ATP és a kreatin-foszfát izomraktárait is nevezik foszfagének.
Maximális teljesítmény ez az út 900-1100 cal / min-kg, ami háromszor magasabb, mint az aerob út megfelelő mutatója.
Telepítési idő csak 1-2 mp.
Futási idő maximális sebességgel csak 8-10 mp.
Az ATP-képződés kreatin-foszfát-útvonalának fő előnyei:
rövid bevetési idő (1-2 mp);
nagy teljesítményű.
Ez a reakció a fő energiaforrás a maximális teljesítményű gyakorlatokhoz: sprint, ugrás, dobás, súlyzó emelés. Ez a válasz többször is kiváltható edzés közben, ami lehetővé teszi az elvégzett munka teljesítményének gyors növelését.
Az ATP-reszintézis ezen útvonalának biokémiai értékelését általában két mutató alapján végzik el: a kreatinarány és az alaktát adósság.
Kreatin arány - ez a kreatin felszabadulása naponta. Ez a mutató a kreatin-foszfát tartalékait jellemzi a szervezetben.
Alaktát oxigén adósság- Ez az oxigénfogyasztás növekedése a következő 4-5 percben, rövid távú maximális erőkifejtés után. Ez az oxigéntöbblet szükséges a szöveti légzés magas sebességének biztosításához közvetlenül a terhelés befejezése után, hogy az izomsejtekben megnövekedett ATP-koncentráció jöjjön létre. A magasan kvalifikált sportolóknál a maximális teljesítményű terhelések teljesítése után 8-10 liter az alaktát adó értéke.
Glikolitikus út Az ATP újraszintézise, valamint a kreatin-foszfát anaerob. Az ATP újraszintéziséhez szükséges energiaforrás ebben az esetben az izomglikogén. A glikogén molekulájáról a foszforiláz enzim hatására anaerob lebontása során a glükóz terminális maradékai váltakozva glükóz-1-foszfát formájában hasadnak le. Továbbá a glükóz-1-foszfát molekulái egy sor egymást követő reakció után átalakulnak tejsav. Ezt a folyamatot ún glikolízis. A glikolízis eredményeként nagy energiájú kötésekkel összekapcsolt foszfátcsoportokat tartalmazó köztes termékek képződnek. Ez a kötés könnyen átkerül az ADP-be az ATP képződésével. Nyugalomban a glikolízis reakciói lassan mennek végbe, de izommunka során sebessége akár 2000-szeresére is nőhet, ráadásul már indítás előtti állapotban.
Maximális teljesítmény - 750-850 cal / min-kg, ami kétszer magasabb, mint a szöveti légzésnél. Az ilyen nagy teljesítmény a sejtekben található nagy mennyiségű glikogén készlettel és a kulcsenzimek aktiválására szolgáló mechanizmus jelenlétével magyarázható.
Telepítési idő 20-30 másodperc .
Működési idő maximális teljesítmény mellett - 2-3 perc.
Az ATP glikolitikus képződésének módja van számos előnye aerob útvonal előtt:
gyorsabban éri el a maximális teljesítményt;
nagyobb a maximális teljesítmény értéke;
nem igényel mitokondriumok és oxigén részvételét.
Ennek az útnak azonban megvan a maga sajátja korlátozásokat:
az eljárás alacsony költségű;
a tejsav felhalmozódása az izmokban jelentősen megzavarja azok normális működését, és hozzájárul az izomfáradtsághoz.
A glikolízis teljes eredményét a következő egyenletek formájában lehet bemutatni:
C 6 H 12 O 6 + ADP + 2 H 3 PO 4 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O;
glükóz tejsav
n + 3 ADP + 3 H 3 PO 4 C 3 H 6 O 3 + n _ 1 + 3 ATP + 2 H 2 O
glikogén tejsav
Az anaerob és aerob glikolízis sémája
A glikolízis értékelésére két biokémiai technikát alkalmaznak: a vér laktát koncentrációjának mérése, a vér pH-értékének mérése és a vér lúgos tartalékának meghatározása.
A vizelet laktáttartalmát is meghatározzák. Ez információt ad arról, hogy a glikolízis teljes mértékben hozzájárul az edzés során végzett gyakorlat energiaellátásához.
Egy másik fontos mutató az laktát oxigén adósság. A laktát oxigén adósság megnövekedett oxigénfogyasztást jelent az izommunka befejezését követő 1-1,5 órában. Ez a felesleges oxigén szükséges az izommunka során keletkező tejsav eltávolításához. A jól edzett sportolók oxigénigénye 20-22 liter. A tejsavadósság értéke alapján az adott sportoló képességeit szubmaximális erőterhelés mellett ítéljük meg.
Az ATP újraszintézis útjainak kvantitatív kritériumai. Aerob útvonal az ATP-reszintézishez. Anaerob útvonalak az ATP-reszintézishez. Az ATP újraszintézisének különböző útjai közötti kapcsolatok izommunka során.
Ossza meg munkáját a közösségi médiában
Ha ez a munka nem felelt meg Önnek, az oldal alján található a hasonló művek listája. Használhatja a kereső gombot is
8. előadás Téma: IZOMÖSSZEGZÉS ENERGIAELLÁTÁSA.
Kérdések:
1. Az ATP-reszintézis útjainak kvantitatív kritériumai.
4. Az ATP reszintézis különböző útjai közötti összefüggések izommunka során. Az izommunka relatív erejének területei.
téma: BIOKÉMIAI VÁLTOZÁSOK IZOMMUNKÁK ALATT.
Kérdések:
1. Az izomtevékenység neuro-humorális szabályozásának főbb mechanizmusai.
2. Biokémiai változások a vázizmokban.
3. Biokémiai változások az agyban és a szívizomban.
4. Biokémiai változások a májban.
5. Biokémiai változások a vérben.
6. Biokémiai változások a vizeletben.
- Az ATP újraszintézis útjainak kvantitatív kritériumai.
Az izomösszehúzódás és az ellazulás energiát igényel, ami akkor keletkezik, amikorAz ATP molekulák hidrolízise.
Az izomban lévő ATP-tartalékok azonban jelentéktelenek, elegendőek ahhoz, hogy az izom 2 másodpercig működjön. Az ATP képződését az izmokban ún ATP újraszintézis.
Így két párhuzamos folyamat zajlik az izmokban - az ATP hidrolízis és az ATP újraszintézis.
Az ATP-reszintézis, a hidrolízissel ellentétben, különböző módon mehet végbe, és összességében, az energiaforrástól függően, három különböztethető meg: aerob (bázis), kreatin-foszfát és laktát.
Mert Az ATP-reszintézis különböző útvonalainak mennyiségi jellemzőiáltalában több kritériumot alkalmaznak.
1. Maximális teljesítmény vagy maximális sebesség -ez a legnagyobb mennyiségű ATP, amely egységnyi idő alatt képződhet egy adott reszintézisútnak köszönhetően. A maximális teljesítményt kalóriában vagy joule-ban mérik, feltételezve, hogy egy mmol ATP körülbelül 12 kalóriás vagy 50 J fiziológiai állapotnak felel meg. Ezért ennek a kritériumnak a dimenziója cal / min-kg izomszövet vagy J / min-kg. az izomszövetből.
2. Telepítési idő- ez az a minimális idő, amely szükséges ahhoz, hogy az ATP újraszintézis elérje legmagasabb ütemét, vagyis a maximális teljesítményt. Ezt a kritériumot időegységben mérik.
3. A maximális teljesítmény fenntartásának vagy fenntartásának ideje -ez a leghosszabb idő az ATP újraszintézis ezen útvonalának maximális teljesítményű működéséhez.
4. Anyagcsere kapacitás -ez az ATP teljes mennyisége, amely az izommunka során az ATP újraszintézis ezen útja miatt képződhet.
Oxigénfogyasztástól függően reszintézis utak vannak osztva aerob és anaerob.
2. Az ATP-reszintézis aerob útvonala.
Az ATP újraszintézis aerob útvonalamás névenszöveti légzés -az izomsejtek mitokondriumaiban az ATP képződésének fő módja. A szöveti légzés során az oxidált anyagból két hidrogénatomot vesznek el, amelyek a légzési lánc mentén a vérrel az izmokba szállított molekuláris oxigénhez jutnak, víz keletkezik. A víz képződése során felszabaduló energia miatt ATP-molekulák szintetizálódnak ADP-ből és foszforsavból. Általában minden egyes képződött vízmolekulához három ATP-molekula szintézise tartozik.
Leggyakrabban a hidrogént kivonják a trikarbonsavciklus (TCA) közbenső termékeiből. A TCA a katabolizmus utolsó szakasza, amelynek során az acetil-koenzim A szén-dioxiddá és vízzé oxidálódik. Ennek során a fent felsorolt savakból négy pár hidrogénatomot vonnak ki, és ezért 12 ATP-molekula keletkezik egy molekula acetil-koenzim A oxidációja során.
Az acetil-koenzim A pedig szénhidrátokból, zsírokból, aminosavakból képződhet, vagyis ezen a vegyületen keresztül szénhidrátok, zsírok és aminosavak vesznek részt a TCA-ban.
Az ATP aerob metabolizmusának sebességét az izomsejtek tartalma szabályozza A DF, amely a szöveti légzési enzimek aktivátora. Az izommunka során felhalmozódik Egy DF. A többlet A A DF felgyorsítja a szöveti légzést, és elérheti maximális intenzitását.
Az ATP újraszintézis másik aktivátora a szén-dioxid. Ennek a gáznak a feleslege a vérben aktiválja az agy légzőközpontját, ami végső soron a vérkeringés sebességének növekedéséhez és az izom oxigénellátásának javulásához vezet.
Maximális teljesítményaz aerob pálya 350-450 cal/min-kg. Az ATP-újraszintézis anaerob útvonalaihoz képest a szöveti légzés gyengébb, amit az izmok oxigénszállításának sebessége korlátoz. Ezért az ATP-reszintézis aerob útja miatt csak mérsékelt teljesítményű fizikai tevékenység végezhető.
Telepítési idő3-4 perc, de jól edzett sportolóknál 1 perc is lehet. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az oxigén szállítása a mitokondriumokba szinte minden testrendszer átstrukturálását igényli.
Működési idő maximális teljesítmény melletttöbb tíz perc. Ez lehetővé teszi ennek az útnak a használatát hosszan tartó izommunkára.
Az izomsejtekben lezajló egyéb ATP-reszintézis folyamatokhoz képest az aerob útvonalnak számos előnye van.
1. Költséghatékonyság: Egy glikogén molekulából 39 ATP molekula keletkezik, anaerob glikolízissel csak 3 molekula.
2. Sokoldalúság Kiindulási szubsztrátként különféle anyagok működnek: szénhidrátok, zsírsavak, ketontestek, aminosavak.
3. Nagyon hosszú munkaidő. Nyugalomban az ATP aerob újraszintézisének sebessége alacsony lehet, de fizikai megterheléssel maximumra nőhet.
Vannak azonban hátrányai is.
1. Kötelező oxigénfogyasztás, amelynek az izomzatba való oxigénszállítás sebessége és a mitokondriális membránon keresztüli oxigén behatolás sebessége korlátozza.
2. Hosszú telepítési idő.
3. Alacsony teljesítmény maximális értékben.
Ezért a legtöbb sportágban rejlő izomtevékenység nem érhető el teljes mértékben az ATP-reszintézis ezen útvonalával.
A sportgyakorlatban a következő mutatókat használják az aerob reszintézis értékelésére:maximális oxigénfogyasztás (MOC), aerob anyagcsere küszöb (PAO), anaerob anyagcsere küszöb (TANM) és oxigénbevitel.
IPC - ez a maximum lehetséges sebesség a szervezet oxigénfogyasztása fizikai munkavégzés során. Minél magasabb a VO2 max, annál nagyobb a szöveti légzés sebessége. Minél edzettebb az ember, annál magasabb a VO2 max. A BMD-t általában 1 testtömegkilogrammonként számítják ki. Azoknál az embereknél, akik nem sportolnak, az IPC 50 ml / perc-kg, edzetteknél pedig eléri a 90 ml / perc-kg-ot.
A sportgyakorlatban a VO2 max-ot is használják az aerob munka relatív erejének jellemzésére, amelyet a VO2 max százalékában fejeznek ki. Például a 6 l/perc IPC-vel rendelkező sportoló által 3 l/perc oxigénfogyasztás mellett végzett munka relatív teljesítménye az IPC-szint 50%-a lesz.
PJSC A legnagyobb relatív munkateljesítmény, az oxigénfogyasztás százalékában mérve az IPC-hez viszonyítva. A nagy PAO értékek az aerob újraszintézis jobb fejlődését jelzik.
ANSP - ez a minimális relatív működési teljesítmény, az oxigénfogyasztás százalékában is mérve az IPC-hez viszonyítva. A magas TANM azt jelzi, hogy az aerob újraszintézis nagyobb egységnyi idő alatt, ezért a glikolízis sokkal nagyobb terhelésnél aktiválódik.
Oxigén ellátás -az adott terhelés végrehajtása során az ATP aerob újraszintézisének biztosítására felhasznált oxigén (munkaszint feletti) mennyisége. Az oxigénellátás jellemzi a szöveti légzés hozzájárulását az összes elvégzett munka energiaellátásához. Az oxigénellátást gyakran használják az elvégzett aerob munka értékelésére.
Az izomsejtek szisztematikus edzésének hatására megnő a mitokondriumok száma, javul a szervezet oxigénszállítási funkciója, nő a mioglobin mennyisége az izmokban és a hemoglobin mennyisége a vérben.
3. Anaerob útvonalak az ATP-reszintézishez.
Anaerob útvonalak az ATP-reszintézishezTovábbi utak. Két ilyen út létezik, a kreatin-foszfát-útvonal és a laktát-útvonal.
Kreatin-foszfát útvonalanyaggal kapcsolatoskreatin-foszfát... A kreatin-foszfát a kreatin anyagból áll, amely nagy energiájú kötéssel kötődik a foszfátcsoporthoz. Az izomsejtekben lévő kreatin-foszfát nyugalmi állapotban 15-20 mmol / kg.
A kreatin-foszfát nagy energiatartalékkal és nagy affinitással rendelkezik az ADP-hez. Ezért könnyen kölcsönhatásba lép az izomsejtekben fizikai munka során az ATP hidrolízis reakciója következtében megjelenő ADP molekulákkal. A reakció során a maradék energiatartalékkal rendelkező foszforsav a kreatin-foszfátból az ADP-molekulába kerül, kreatin és ATP képződésével.
Kreatin-foszfát + ADP → Kreatin + ATP.
Ezt a reakciót egy enzim katalizálja kreatin kináz ... Az ATP újraszintézisének ezt az útvonalát néha kreatin-kináznak is nevezik.
A kreatin-kináz reakció reverzibilis, de az ATP képződése felé hajlik. Ezért azonnal elkezdik végrehajtani, amint az első ADP-molekulák megjelennek az izmokban.
A kreatin-foszfát törékeny anyag. A kreatin képződése enzimek részvétele nélkül történik. A szervezet nem használja fel, a kreatin a vizelettel ürül. Férfiaknál a kreatinin vizelettel történő kiválasztódása 18-32 mg/nap. kg testtömeg, és nőknél - 10-25 mg / nap. kg (ez a kriatinin együttható). A kreatin-foszfát szintézise nyugalomban megy végbe a felesleges ATP-ből. Mérsékelt izommunkával a kreatin-foszfát tartalékok részben visszaállíthatók. Az ATP és a kreatin-foszfát izomraktárait is nevezik foszfagének.
Maximális teljesítményez az út 900-1100 cal / min-kg, ami háromszor magasabb, mint az aerob út megfelelő mutatója.
Telepítési idő csak 1-2 mp.
Futási idő maximális sebességgelcsak 8-10 mp.
Az ATP képződés kreatin-foszfát útvonalának fő előnye az
- rövid bevetési idő (1-2 mp);
- nagy teljesítményű.
Ez a reakció a fő energiaforrás a maximális teljesítményű gyakorlatokhoz: sprint, ugrás, dobás, súlyzó emelés. Ez a válasz többször is kiváltható edzés közben, ami lehetővé teszi az elvégzett munka teljesítményének gyors növelését.
Az ATP-reszintézis ezen útvonalának biokémiai értékelését általában két mutató alapján végzik el: a kreatinarány és az alaktát adósság.
Kreatin arány -ez a kreatin felszabadulása naponta. Ez a mutató a kreatin-foszfát tartalékait jellemzi a szervezetben.
Alaktát oxigén adósság Is az oxigénfogyasztás növekedése a következő 4-5 percben, rövid távú maximális erőkifejtést követően.Ez az oxigéntöbblet szükséges a szöveti légzés magas sebességének biztosításához közvetlenül a terhelés befejezése után, hogy az izomsejtekben megnövekedett ATP-koncentráció jöjjön létre. A magasan kvalifikált sportolóknál a maximális teljesítményű terhelések teljesítése után 8-10 liter az alaktát adó értéke.
Glikolitikus út ATP újraszintézis , valamint a kreatin foszfát anaerob. Az ATP újraszintéziséhez szükséges energiaforrás ebben az esetben az izomglikogén. A glikogén molekulájáról a foszforiláz enzim hatására anaerob lebontása során a glükóz terminális maradékai váltakozva glükóz-1-foszfát formájában hasadnak le. Továbbá a glükóz-1-foszfát molekulái egy sor egymást követő reakció után átalakulnaktejsav.Ezt a folyamatot ún glikolízis. A glikolízis eredményeként nagy energiájú kötésekkel összekapcsolt foszfátcsoportokat tartalmazó köztes termékek képződnek. Ez a kötés könnyen átkerül az ADP-be az ATP képződésével. Nyugalomban a glikolízis reakciói lassan mennek végbe, de izommunka során sebessége akár 2000-szeresére is nőhet, ráadásul már indítás előtti állapotban.
Maximális teljesítmény -750 - 850 cal / perc-kg, ami kétszerese a szöveti légzésnek. Az ilyen nagy teljesítmény a sejtekben található nagy mennyiségű glikogén készlettel és a kulcsenzimek aktiválására szolgáló mechanizmus jelenlétével magyarázható.
Telepítési idő 20-30 másodperc.
Működési idő maximális teljesítmény mellett - 2-3 perc.
Az ATP glikolitikus képződésének módja van számos előnye aerob útvonal előtt:
- gyorsabban éri el a maximális teljesítményt,
- nagyobb a maximális teljesítmény értéke,
- nem igényel mitokondriumok és oxigén részvételét.
Ennek az útnak azonban megvan a maga sajátja korlátozások:
- az eljárás olcsó,
- a tejsav felhalmozódása az izmokban jelentősen megzavarja azok normális működését, és hozzájárul az izomfáradtsághoz.
A glikolízis teljes eredményét a következő egyenletek formájában lehet bemutatni:
C 6 H 12 O 6 + ADP + 2 H 3 PO 4 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O;
Tejipari glükóz
Sav
[C 6 H 10 O 5] n + 3 ADP + 3 H 3 PO 4 C 3 H 6 O 3 + [C 6 H 10 O 5] n_ 1 + 3 ATP + 2 H 2 O
Glikogén tejtermék
Sav
Az anaerob és aerob glikolízis sémája
A glikolízis értékelésére két biokémiai technikát alkalmaznak a vér laktát koncentrációjának mérése, a vér pH-értékének mérése és a vér lúgos tartalékának meghatározása.
A vizelet laktáttartalmát is meghatározzák. Ez információt ad arról, hogy a glikolízis teljes mértékben hozzájárul az edzés során végzett gyakorlat energiaellátásához.
Egy másik fontos mutató azlaktát oxigén adósság.A laktát oxigén adósság megnövekedett oxigénfogyasztást jelent az izommunka befejezését követő 1-1,5 órában. Ez a felesleges oxigén szükséges az izommunka során keletkező tejsav eltávolításához. A jól képzett sportolók oxigénigénye 20-22 liter. A tejsavadósság értéke alapján az adott sportoló képességeit szubmaximális erőterhelés mellett ítéljük meg.
4. Az ATP reszintézis különböző útvonalai közötti összefüggés izommunka során. Az izommunka relatív erejének területei.
Bármilyen izommunka során az ATP-reszintézis mindhárom útja működik, de ezek egymás után jelennek meg.A munka első másodperceiben a kreatin-foszfát reakció következtében az ATP újraszintézis megtörténik, majd bekapcsolódik a glikolízis, és végül, ahogy a munka folytatódik, a szöveti légzés váltja fel a glikolízist.
Az egyes ATP képződési mechanizmusok specifikus hozzájárulása az izommozgások energiaellátásához a fizikai aktivitás intenzitásától és időtartamától függ.
Rövid távú, de nagyon intenzív munkavégzés (például 100 méter futás) során az ATP fő forrása a kreatin-kináz reakció. Hosszabb intenzív munkavégzés esetén (például közepes távolságokon) az ATP nagy része glikolízis következtében képződik. Hosszú távú, de mérsékelt erejű gyakorlatok végzése során az izmok energiaellátása elsősorban az aerob oxidáció miatt történik.
Jelenleg az izommunka teljesítményének különféle osztályozásait fogadták el. A sportbiokémiában a leggyakrabban használt osztályozás azon a tényen alapul, hogy a teljesítmény az ATP-reszintézis három fő útja közötti aránynak köszönhető. E besorolás szerint vannak négy az izommunka relatív erejének zónái:maximum, szubmaximális, nagy és közepes.
Maximális teljesítmény15-20 másodperces munkavégzés közben alakulhat ki. Ebben a munkában az ATP fő forrása a kreatin-foszfát. A kreatin-kináz reakciót csak a legvégén váltja fel glikolízis. Példák a maximális erőzónában végzett fizikai gyakorlatokra: sprint, távolugrás és magasugrás, néhány gimnasztikai gyakorlat, súlyzóemelés és néhány más. A gyakorlatok maximális teljesítményét a következővel jelöljükmaximális anaerob teljesítmény.
Dolgozzon a zónában szubmaximális aerob kapacitásidőtartama legfeljebb 5 perc. Az ATP-reszintézis vezető mechanizmusa a glikolízis. Kezdetben, amíg a glikolízis reakció el nem éri maximális sebesség, az ATP képződése a kreatin-foszfátnak köszönhető, és a végén a szöveti légzés is részt vesz a folyamatban. Ebben a zónában a munkát magas oxigéntartozás jellemzi - 20-22 liter. Példák a fizikai aktivitásra ebben az erőzónában a középtávfutás, középtávú úszás, pályakerékpározás, sprint gyorskorcsolya stb. Az ilyen terheléseket ún. laktát.
Dolgozzon a zónában nagy teljesítményűmaximum 30 perc időtartamú. Az ebben a zónában végzett munkára a glikolízis és a szöveti légzés azonos hozzájárulása jellemző. A kreatin-foszfát pálya csak a munka kezdetén vesz részt, ilyen gyakorlatok például az 5000 m-es futás, a hosszú távú korcsolyázás, a sífutás, a középtávú úszás stb.aerob-anaerob, vagy anaerob-aerob.
Munkavégzés a mérsékelt égövben 30 percnél hosszabb ideig tartó túlnyomórészt aerob módon történik. Ide tartozik a maratoni futás, a terep atlétika, az országúti kerékpározás, a versenyséta, a hosszú távú sífutás, a túrázás stb.
Az aciklikus és szituációs sportágakban (harcművészet, gimnasztikai gyakorlatok, sportjátékok) az elvégzett munka ereje sokszor változik. Például a futballistáknál a mérsékelt sebességgel való futás (nagy teljesítményű zóna) váltakozik a sprint gyorsasággal (maximális vagy szubmaximális erő zóna). Ugyanakkor a futballistáknak vannak olyan szegmensei a játéknak, amikor a munka ereje mérsékeltre csökken.
A sportolók felkészítése során olyan edzésterheléseket kell alkalmazni, amelyek az ATP újraszintézis útját fejlesztik, ami a sportágra jellemző relatív erőzónában vezető szerepet tölt be a munka energiaellátásában.
Téma: BIOKÉMIAI VÁLTOZÁSOK IZOMMUNKÁK ALATT.
1. Az izomtevékenység neuro-humorális szabályozásának fő mechanizmusai.
Minden fizikai munka az anyagcsere-folyamatok sebességének változásával jár. Az izomtevékenység során az anyagcsere szükséges átstrukturálása a neuro-humorális szabályozás hatására történik.
Az izomaktivitás neuro-humorális szabályozásának következő mechanizmusai különböztethetők meg:
- Izmos munkával az autonóm idegrendszer szimpatikus, munkáért felelős részének tónusa belső szervekés az izmokat.
A tüdőben a szimpatikus impulzusok hatására megnő a légzésszám, a hörgők kitágulnak. Ennek eredményeként a pulmonalis szellőzés fokozódik, ami a szervezet oxigénellátásának javulásához vezet.
A szimpatikus idegrendszer hatására a szívverés is felgyorsul, aminek következtében javul a véráramlás, és javul a szervek, elsősorban az izmok oxigén- és tápanyagellátása.
A szimpatikus rendszer fokozza az izzadást, ezáltal javítja a hőszabályozást.
Lassító hatással van a vesék és a belek működésére. A szimpatikus idegrendszer hatására a zsír mobilizálódik.
- A hormonok ugyanolyan fontos szerepet játszanak az izommunka során a szervezet szerkezetátalakításában. Ebben az esetben a mellékvese hormonok a legnagyobb jelentőséggel bírnak a biokémiai szerkezetátalakításban.
A mellékvese velő termelikatekolaminok - adrenalin és noradrenalin.A medulláris hormonok felszabadulása a vérbe különféle érzelmekkel és stresszekkel történik. Biológiai szerep ezeknek a hormonoknak az optimális feltételeinek megteremtése a nagy erejű és időtartamú izommunka végzéséhez az élettani funkciók és az anyagcsere befolyásolásával.
A véráramba kerülve a katekolaminok megkettőzik a szimpatikus impulzusok hatását. A légzés gyakoriságának növekedését, a hörgők tágulását okozzák. Az adrenalin hatására megnő a pulzusszám és erejük. A szervezetben lévő adrenalin hatására a vér újraeloszlik az érrendszerben.
A májban ezek a hormonok felgyorsítják a glikogén lebomlását. A zsírszövetben a katekolaminok aktiválják a lipázokat, ezáltal felgyorsítják a zsírlebontást. Az izmokban aktiválják a glikogén lebontását.
A kortikális hormonok is aktívan részt vesznek az izommunka fokozásában. Hatásuk abban rejlik, hogy elnyomják a hexokináz enzim működését, ezáltal hozzájárulnak a glükóz felhalmozódásához a vérben. Mivel ezek a hormonok nem hatnak az idegsejtekre, ez lehetővé teszi az idegsejtek táplálását, mivel gyakorlatilag a glükóz az egyetlen energiaforrás számukra. A hormonok - glükokortikoidok - gátolják az anabolikus folyamatokat és mindenekelőtt a fehérje bioszintézist. Ez lehetővé teszi a felszabaduló ATP molekulák izommunkára való felhasználását. Ezenkívül serkentik a glükóz szintézisét nem szénhidrát szubsztrátokból.
2. Biokémiai változások a vázizmokban.
Fizikai munkavégzéskormély változások következnek be az izmokban, elsősorban az ATP-reszintézis folyamatainak intenzitása miatt.
A kreatin-foszfát energiaforrásként történő felhasználása az izomsejtekben való koncentrációjának csökkenéséhez és a kreatin felhalmozódásához vezet.
Szinte minden munkában az izomglikogént ATP előállítására használják. Ezért koncentrációja az izmokban csökken, függetlenül a munka jellegétől. Az izomzat intenzív terhelése során a glikogénraktárak gyors csökkenése és egyidejű tejsav képződése és felhalmozódása következik be. A tejsav felhalmozódása miatt az izomsejteken belül megnő a savasság. Az izomsejtek laktáttartalmának növekedése az ozmotikus nyomás növekedését is okozza bennük. Az ozmotikus nyomás növekedése azt a tényt eredményezi, hogy a víz a kapillárisokból és a sejtközi térből belép az izomsejtekbe, és az izmok megduzzadnak, vagy ahogy a sportolók mondják, "eltömődnek".
A hosszú távú, kis teljesítményű izommunka a glikogén koncentrációjának fokozatos csökkenését okozza az izmokban. Ebben az esetben a bomlás aerob módon, oxigénfogyasztással történik. Ennek a bomlásnak a végtermékei - a szén-dioxid és a víz - az izomsejtekből a vérbe távoznak. Ezért az izomzatban végzett mérsékelt erejű munka elvégzése után a glikogéntartalom csökkenése tapasztalható a laktát felhalmozódása nélkül.
Egy másik fontos változás, amely a dolgozó izmokban következik be, a fehérjelebontás sebességének növekedése. A fehérjék lebontása különösen erősítő gyakorlatok során gyorsul fel, és ez elsősorban a myofibrillumok kontraktilis fehérjéit érinti. Az izomsejtekben a fehérjék lebomlása miatt megnő a szabad aminosavak és bomlástermékeik - ketosavak és ammónia - tartalma.
Az izomtevékenység okozta másik jellegzetes változás az enzimek aktivitásának csökkenése az izomsejtekben. Az enzimaktivitás csökkenésének egyik oka lehet a megnövekedett savasság, amelyet a tejsav megjelenése okoz az izmokban.
Végül az izomtevékenység az intracelluláris struktúrák – myofibrillumok, mitokondriumok és más biomembránok – károsodásához vezethet. Tehát a szarkoplazmatikus lánc membránjainak megsértése az idegimpulzus vezetése megsértéséhez vezet a kalciumionokat tartalmazó ciszternákhoz. A sarcolemma integritásának megsértése számos fontos anyag izomvesztésével jár, amelyek a sérült sejtet a nyirokba és a vérbe hagyják. A membránokba épített enzimek munkája is megszakad. A mitokondriális membránok belső felületén található kalciumpumpa és szöveti légzési enzimek munkája megszakad.
3. Biokémiai változások az agyban és a szívizomban.
Agy. Az izomtevékenység soránaz agykéreg motoros neuronjaiban a motoros idegimpulzus kialakulása, majd átvitele következik be. Mindkét folyamat (az idegimpulzus kialakulása és átvitele) ATP molekulák formájában energiafelhasználással megy végbe. Az ATP képződése az idegsejtekben aerob módon történik. Ezért izommunka során megnő az agy oxigénfogyasztása az áramló vérből. A neuronok energia-anyagcseréjének másik jellemzője, hogy a fő oxidációs szubsztrát a vérárammal ellátott glükóz.
Az áramellátás ezen sajátossága miatt idegsejtek Az agy oxigén- vagy glükózellátásának bármilyen megsértése elkerülhetetlenül az agy funkcionális aktivitásának csökkenéséhez vezet, ami sportolókban szédülés vagy ájulás formájában nyilvánulhat meg.
Szívizom. Az izomtevékenység során pulzus- és pulzus-növekedés lép fel, ami a nyugalmi állapothoz képest nagy mennyiségű energiát igényel. A szívizom energiaellátása azonban elsősorban az ATP aerob újraszintézisének köszönhető. Csak 200 ütés / percnél nagyobb pulzusszámnál kapcsol be az anaerob ATP szintézis.
Remek lehetőségek A szívizom aerob energiaellátása ennek az izomnak a szerkezetének sajátosságából adódik. A vázizmokkal ellentétben a szívizom fejlettebb és sűrűbb kapillárishálózattal rendelkezik, ami lehetővé teszi több oxigén és oxidációs szubsztrát kinyerését a vérből. Ezenkívül a szívizom sejtjei több szöveti légzési enzimet tartalmazó mitokondriummal rendelkeznek. A szívizomsejtek glükózt, zsírsavakat, ketontesteket és glicerint használnak energiaforrásként. A szívizom glikogént tárol egy „esős napon”, amikor más energiaforrások kimerülnek.
A vér laktátkoncentrációjának növekedésével járó intenzív munka során a szívizom kivonja a laktátot a vérből, és azt szén-dioxiddá és vízzé oxidálja.
Ha egy molekula tejsav oxidálódik, akár 18 ATP-molekula is szintetizálódik. A szívizom laktát oxidáló képessége nagy biológiai jelentőséggel bír. Ez lehetővé teszi, hogy a szervezet hosszabb ideig fenntartsa a szükséges glükózkoncentrációt a vérben, ami nagyon fontos az idegsejtek bioenergetikája szempontjából, amelyek számára a glükóz szinte az egyetlen szubsztrátja az oxidációnak. A szívizomban a laktát oxidációja szintén hozzájárul a sav-bázis egyensúly normalizálásához, mivel ennek a savnak a koncentrációja a vérben csökken.
4. Biokémiai változások a májban.
Az izomtevékenység aktiválja a máj működését, melynek célja elsősorban a dolgozó izmok vér által szállított extramuszkuláris energiaforrásokkal való ellátásának javítása. A legfontosabbakat az alábbiakban ismertetjük.biokémiai folyamatok a májban munka közben.
1. Adrenalin hatására a glikogén lebomlásának sebessége a szabad glükóz képződésével nő. A keletkező glükóz a májsejtekből felszabadul a vérbe, ami a vérben lévő koncentrációjának növekedéséhez vezet. Ugyanakkor a glikogén tartalma csökken. A glikogén lebontásának legmagasabb üteme a májban figyelhető meg a munka kezdetén, amikor a glikogénraktárak még nagyok.
2. A testmozgás során a májsejtek aktívan vonják ki a vérből a zsírt és a zsírsavakat, amelyeknek a vér tartalma a zsírraktárakból történő zsírmobilizáció következtében megnő. A májsejtekbe jutó zsír azonnal hidrolizálódik, és glicerinné és zsírsavakká alakul. Továbbá a zsírsavak β-oxidációval acetil-koenzim A-vá hasadnak, amelyből ketontestek képződnek. A ketontestek fontos energiaforrások. A vérárammal átkerülnek a májból a működő szervekbe - a szívizomba és a vázizmokra. Ezekben a szervekben a ketontestek ismét acetil-koenzim A-vá alakulnak, amely a trikarbonsav körfolyamatban azonnal aerob módon szén-dioxiddá és vízzé oxidálódik, és nagy mennyiségű energia szabadul fel.
3. Egy másik biokémiai folyamat a májban az izommunka során a glükóz képződése glicerinből, aminosavakból, laktátból. Ez a folyamat az ATP-molekulák energiafelhasználásával megy végbe. Jellemzően ez a glükózszintézis hosszan tartó munkával megy végbe, ami a glükóz koncentrációjának csökkenéséhez vezet a véráramban. Ennek a folyamatnak köszönhetően a szervezet képes fenntartani a szükséges glükózszintet a vérben.
4. A fizikai munka során fokozódik az izomfehérjék lebontása, ami szabad aminosavak képződését eredményezi, melyek tovább dezaminálódnak, ammónia szabadul fel. Az ammónia sejtméreg, a májban méregtelenítik, ahol karbamiddá alakul. A karbamid szintézis jelentős mennyiségű energiát igényel. A szervezet funkcionális állapotának nem megfelelő kimerítő terhelésekkel a máj esetleg nem tud megbirkózni az ammónia semlegesítésével, ebben az esetben a szervezet mérgezése következik be ezzel a méreggel, ami a hatékonyság csökkenéséhez vezet.
5. Biokémiai változások a vérben.
A vér kémiai összetételének változása azokat a biokémiai eltolódásokat tükrözi, amelyek az izomműködés során a különböző belső szervekben, a vázizmokban és a szívizomban jelentkeznek.
A vérben előforduló biokémiai változások nagymértékben függenek a munka jellegétől, ezért elemzésüket a fizikai aktivitás erejének és időtartamának figyelembevételével kell elvégezni.
Izommunka végzése során a vérben leggyakrabban az alábbi elváltozásokat találjuk.
1. A fehérjék koncentrációjának változása a vérplazmában. Ennek két oka van. Először is, a fokozott izzadás a vérplazma víztartalmának csökkenéséhez, következésképpen annak megvastagodásához vezet. Ez a plazmában lévő anyagok koncentrációjának növekedését okozza. Másodszor a sérülés miatt sejtmembránok intracelluláris fehérjék felszabadulását figyelik meg a vérplazmában. Ebben az esetben a véráramban lévő fehérjék egy része a vizeletbe kerül, másik része pedig energiaforrásként szolgál.
2. A vér glükózkoncentrációjának változása a munka során több fázison megy keresztül. A munka kezdetén a glükózszint emelkedik. A glükóz a májból szabadul fel, ahol glikogénből képződik. Ezenkívül a glikogénraktárral rendelkező izmoknak ebben a szakaszban nincs szükségük sürgősen glükózra a vérből. De aztán eljön az a szakasz, amikor a glikogén a májban és az izmokban véget ér. Ezután jön a következő fázis, amikor a vércukorszintet energia kinyerésére használják. Nos, a munka végén elkezdődik a kimerültség szakasza, és ennek eredményeként hipoglikémia - a glükóz koncentrációjának csökkenése a vérben.
3. Gyakorlatilag minden sporttevékenységnél megfigyelhető a vér laktátkoncentrációjának emelkedése, de a laktát felhalmozódás mértéke nagymértékben függ az elvégzett munka jellegétől és a sportoló edzettségétől. A vér tejsavszintjének legnagyobb emelkedése a fizikai aktivitás során figyelhető meg a szubmaximális erőzónában. Mivel ebben az esetben a dolgozó izmok fő energiaforrása az anaerob glikolízis, amely a laktát képződéséhez és felhalmozódásához vezet.
Emlékeztetni kell arra, hogy a laktát felhalmozódása nem azonnal, hanem néhány perccel a munka befejezése után következik be. Ezért a laktátszint mérését a munka befejezése után 5-7 perccel kell elvégezni. Ha a laktát szintje nyugalomban nem haladja meg az 1-2 mmol / l-t, akkor a magasan edzett sportolókban edzés után elérheti a 20-30 mmol / l-t.
4. Hidrogén kitevő(NS). Szubmaximális erejű gyakorlatok végzése során a pH-szint jelentősen (0,5 egységgel) csökkenhet.
5. A testmozgás a szabad zsírsavak és a ketontestek koncentrációjának növekedésével jár a vérben. Ez annak köszönhető, hogy a zsír mobilizálódik a májban, és e folyamat termékei felszabadulnak a vérbe.
6. Karbamid. Rövid távú munkavégzés esetén a karbamid koncentrációja a vérben kissé megváltozik, hosszan tartó munka esetén a karbamid szintje többszörösére emelkedik. Ennek oka az edzés során megnövekedett fehérje-anyagcsere.
6. Biokémiai változások a vizeletben.
A gyakorlat befolyásolja fizikai-kémiai tulajdonságok vizelet, amelynek változásait a vizelet kémiai összetételének jelentős változásai magyarázzák.
A vizeletben olyan anyagok jelennek meg, amelyek általában hiányoznak belőle. Ezeket az anyagokat únkóros összetevők.A következő kóros összetevőket figyelik meg a sportolókban megerőltető munka után.
1. Fehérje. Általában a vizeletben legfeljebb 100 mg fehérje található. Edzés után jelentős mennyiségű fehérje ürül ki a vizelettel. Ezt a jelenséget az ún proteinuria. Minél nagyobb a terhelés, annál magasabb a fehérjetartalom... Ennek a jelenségnek az oka valószínűleg a vesehártyák károsodása.A terhelés csökkentése azonban teljesen visszaállítja a vizelet normál összetételét.
2. Glükóz. Nyugalomban a glükóz hiányzik a vizeletből. Az edzés befejezése után a glükóz gyakran megtalálható a vizeletben. Ennek két fő oka van. Először is, a túlzott vércukorszint a fizikai munka során. Másodszor, a vese membránjainak megsértése a reabszorpciós folyamat megsértését okozza.
3. Keton testek. Munka előtt a ketontestek nem mutathatók ki a vizeletben. Megerőltetés után a ketontestek nagy mennyiségben ürülhetnek ki a vizelettel. Ezt a jelenséget az ún ketonuria. Összefügg a ketontestek koncentrációjának növekedésével a vérben, és fokozódik a vesékben történő reabszorpciójuk.
4. Laktát. A tejsav megjelenése a vizeletben általában olyan edzés után figyelhető meg, amely magában foglalja a szubmaximális erőt. A laktát vizelettel történő kiválasztódása alapján meg lehet ítélni a glikolízis teljes hozzájárulását a sportoló által edzés közben végzett összes munka energiaellátásához.
A befolyásolással együtt kémiai összetétel a vizelet, a fizikai aktivitás a vizelet fizikai-kémiai tulajdonságait is megváltoztatja.
Sűrűség. Az edzés utáni vizelet mennyisége általában csökken, mert a víz nagy része a verejtékben elvész. Ez befolyásolja a vizelet sűrűségét, ami növekszik. A vizelet sűrűségének növekedése olyan anyagok megjelenésével is összefügg, amelyek általában hiányoznak a vizeletből.
Savasság. A vizelettel kiválasztott ketontestek és tejsav megváltoztatják a vizelet savasságát. Általában a vizelet pH-ja 5-6 egység. Munka után 4-4,5 egységre csökkenhet.
Minél intenzívebb a fizikai tevékenység, annál többjelentősebb változásokat figyeltek meg a vizelet és a vér összetételében.
További hasonló művek, amelyek érdekelhetik Önt Wshm> |
|||
| 378. | AZ IZOM ÉS AZ IZOMÖSSZÖVÖZÉS BIOKÉMIÁJA | 712,31 KB | |
| AZ IZOMOK ÉS AZ IZOMÖSSZÖVÖZÉS BIOKÉMIÁJA. Az izomösszehúzódás és relaxáció mechanizmusa. Az izmok működésének legfontosabb jellemzője, hogy az izomösszehúzódás folyamatában az ATP kémiai energiája közvetlenül átalakul az izomösszehúzódás mechanikai energiájává. Biokémiailag különböznek az izomösszehúzódás energiaellátásának mechanizmusaiban. | |||
| 10034. | A készletek csökkentésének módjai | 106,84 KB | |
| Jelenleg a vállalkozások fő feladata a minőség jelentős javítása gyártási folyamat, hatékonysága, a befektetések megtérülése, beleértve a termelést is, amelyek minden termelés alapját képezik. | |||
| 15050. | A Tomak-2 LLC vállalkozás költségeinek csökkentésének módjai | 138,77 KB | |
| A vállalati költségek csökkentésének, megoldási módok keresésének problémái a modern vállalati gazdaság összetett és érdekes kérdései. A költségcsökkentés problémája nagyon aktuális a modern gazdasági viszonyok között, hiszen megoldása lehetővé teszi, hogy minden egyes vállalkozás életben maradjon a kemény piaci verseny körülményei között, és olyan erős és erős vállalkozást építsen fel, amely jó gazdasági potenciállal rendelkezik. | |||
| 5067. | Sima izmok. Felépítés, funkciók, redukciós mechanizmus | 134,79 KB | |
| Izmok vagy izmok lat. Az izmok lehetővé teszik a testrészek mozgatását, és a gondolatok és érzések kifejezését tettek során. A simaizmok egyes belső szervek szerves részét képezik, és részt vesznek e szervek által végzett funkciók biztosításában. | |||
| 17984. | Az Orosz Föderáció államadósságának csökkentésének kilátásai és társadalmi-gazdasági jelentősége | 395,55 KB | |
| Az államadósság okai Orosz Föderáció... Elemzés és a legkorszerűbb az Orosz Föderáció állami belső adóssága. Az Orosz Föderáció állam külső adósságának elemzése és jelenlegi állapota. Az Orosz Föderáció államadósságának csökkentésének kilátásai és társadalmi-gazdasági jelentősége ... | |||
| 11490. | A kiskereskedelmi forgalom időtartamának csökkentésének módjai (a Diana LLC, Kurgan anyagai alapján) | 176,54 KB | |
| A készlet mérete egy szintetikus mutató, amely bizonyos mértékig lehetővé teszi az eredmények értékelését. gazdasági aktivitás, mind az egyes kereskedelmi vállalkozások, szervezetek, mind az ipar egésze, valamint az anyagi és munkaerõforrások felhasználásának hatékonysága. | |||
| 12159. | Stratégiai stabilitás a múltban és a jelenben, és ennek jelentősége a fegyverek korlátozására és csökkentésére irányuló megközelítések kidolgozásában | 17,33 KB | |
| Az elmúlt években – elsősorban az atomfegyverek elterjedése miatt – felmerülő stratégiai stabilitási veszélyek elemzése. Kimutatható, hogy a stratégiai stabilitás a korábbinál nagyobb mértékben függ a regionális stabilitás megsértésétől. A nukleáris stabilitás biztosításának problémája továbbra is aktuális az Oroszország és az Egyesült Államok közötti diádikus kapcsolatokban. | |||
| 7533. | Szoftver | 71,79 KB | |
| Víruskeresők Furcsa módon még mindig nincs pontos definíció, hogy mi a vírus. vagy más programok velejárója, amelyek semmiképpen sem vírusok, vagy vannak olyan vírusok, amelyek nem tartalmazzák a fentieket megkülönböztető tulajdonságok kivéve az elosztás lehetőségét. makróvírusok megfertőzik a Word és az Excel dokumentumfájlokat. Számos kombináció létezik, például a fájlrendszerindító vírusok, amelyek mind a fájlokat, mind a lemezek rendszerindító szektorait megfertőzik. | |||
| 9261. | Minőség és minőségbiztosítás | 10,04 KB | |
| A minőség fogalmának különböző meghatározásai tehát két fő típusra oszthatók: a minőség fogalmának értelmezése a használatra való alkalmasságként vagy a műszaki és egyéb követelményeknek való megfelelésként. A minőség számos definíciója közül egyik sem univerzális. Felmerül a kérdés: mi az a minőségirányítási rendszer?A legtöbb külföldi országban minőségirányítási rendszer alatt olyan rendszert értünk, amely integrálja a különböző termelési csoportok tevékenységét, és a ... | |||
| 7780. | Információ biztonság | 50,64 KB | |
| Ha a társadalom életét történelmileg hosszú időintervallumokban (több száz év) vizsgáljuk az általános menedzsmentelmélet szempontjából, a társadalomirányítás általánosított eszközeinek hat szintje különböztethető meg. Az ellenőrzések szintjei közvetlenül kapcsolódnak a társadalomra gyakorolt hatásokhoz, beleértve a háborúkat is | |||
Téma:ENERGIAELLÁTÁSIZOMOK TEVÉKENYSÉGE
2. Az ATP-reszintézis aerob útvonala.
3. Anaerob útvonalak az ATP-reszintézishez.
4. Az ATP reszintézis különböző útjai közötti összefüggések izommunka során. Az izommunka relatív erejének területei.
Téma: BIOKÉMIAI VÁLTOZÁSOK A TESTBEN KÜLÖNBÖZŐ HA MUNKAVÉGZÉS ESETÉNRAKTER
1. Az izomtevékenység neuro-humorális szabályozásának főbb mechanizmusai.
2. Biokémiai változások a vázizmokban.
3. Biokémiai változások az agyban és a szívizomban.
4. Biokémiai változások a májban.
5. Biokémiai változások a vérben.
6. Biokémiai változások a vizeletben.
1. Az ATP-reszintézis útjainak kvantitatív kritériumai.
Az izmok összehúzódása és relaxációja energiát igényel, amely az ATP molekulák hidrolízisével keletkezik.
Az izomban lévő ATP-tartalékok azonban jelentéktelenek, elegendőek ahhoz, hogy az izom 2 másodpercig működjön. Az ATP képződését az izmokban ún ATP újraszintézis.
Így két párhuzamos folyamat zajlik az izmokban - az ATP hidrolízis és az ATP újraszintézis.
Az ATP-reszintézis, a hidrolízissel ellentétben, különböző módon mehet végbe, és összességében, az energiaforrástól függően, három különböztethető meg: aerob (bázis), kreatin-foszfát és laktát.
Az ATP-reszintézis különböző útjainak számszerűsítésére általában számos kritériumot használnak.
1. Maximális teljesítmény vagy maximális sebesség - ez a legnagyobb mennyiségű ATP, amely egységnyi idő alatt képződhet egy adott reszintézisútnak köszönhetően. A maximális teljesítményt kalóriában vagy joule-ban mérik, feltételezve, hogy egy mmol ATP körülbelül 12 kalóriás vagy 50 J fiziológiai állapotnak felel meg. Ezért ennek a kritériumnak a dimenziója cal / min-kg izomszövet vagy J / min-kg. az izomszövetből.
2. Telepítési idő- ez az a minimális idő, amely szükséges ahhoz, hogy az ATP újraszintézis elérje legmagasabb ütemét, vagyis a maximális teljesítményt. Ezt a kritériumot időegységben mérik.
3. A maximális teljesítmény fenntartásának vagy fenntartásának ideje - ez a leghosszabb idő az ATP újraszintézis ezen útvonalának maximális teljesítményű működéséhez.
4. Anyagcsere kapacitás - ez az ATP teljes mennyisége, amely az izommunka során az ATP újraszintézis ezen útja miatt képződhet.
Az oxigénfogyasztástól függően az újraszintézis utak fel vannak osztva aerob és anaerob.
2. Az ATP-reszintézis aerob útvonala
Az ATP újraszintézis aerob útvonalát is nevezik szöveti légzés - az izomsejtek mitokondriumaiban az ATP képződésének fő módja. A szöveti légzés során az oxidált anyagból két hidrogénatomot vesznek el, amelyek a légzési lánc mentén a vérrel az izmokba szállított molekuláris oxigénhez jutnak, víz keletkezik. A víz képződése során felszabaduló energia miatt ATP-molekulák szintetizálódnak ADP-ből és foszforsavból. Általában minden egyes képződött vízmolekulához három ATP-molekula szintézise tartozik.
Leggyakrabban a hidrogént kivonják a trikarbonsavciklus (TCA) közbenső termékeiből. A TCA a katabolizmus utolsó szakasza, amelynek során az acetil-koenzim A szén-dioxiddá és vízzé oxidálódik. Ennek során a fent felsorolt savakból négy pár hidrogénatomot vonnak ki, és ezért 12 ATP-molekula keletkezik egy molekula acetil-koenzim A oxidációja során.
Az acetil-koenzim A pedig szénhidrátokból, zsírokból, aminosavakból képződhet, vagyis ezen a vegyületen keresztül szénhidrátok, zsírok és aminosavak vesznek részt a TCA-ban.
Az ATP aerob metabolizmusának sebességét az izomsejtek ADP-tartalma szabályozza, amely a szöveti légzési enzimek aktivátora. Izommunka során az ADP felhalmozódása következik be. A túlzott ADP felgyorsítja a szöveti légzést, és elérheti maximális intenzitását.
Az ATP újraszintézis másik aktivátora a szén-dioxid. Ennek a gáznak a feleslege a vérben aktiválja az agy légzőközpontját, ami végső soron a vérkeringés sebességének növekedéséhez és az izom oxigénellátásának javulásához vezet.
Maximális teljesítmény az aerob pálya 350-450 cal/min-kg. Az ATP-újraszintézis anaerob útvonalaihoz képest a szöveti légzés gyengébb, amit az izmok oxigénszállításának sebessége korlátoz. Ezért az ATP-reszintézis aerob útja miatt csak mérsékelt teljesítményű fizikai tevékenység végezhető.
Telepítési idő 3-4 perc, de jól edzett sportolóknál 1 perc is lehet. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az oxigén szállítása a mitokondriumokba szinte minden testrendszer átstrukturálását igényli.
Működési idő maximális teljesítmény mellett több tíz perc. Ez lehetővé teszi ennek az útnak a használatát hosszan tartó izommunkára.
Az izomsejtekben lezajló egyéb ATP-reszintézis folyamatokhoz képest az aerob útvonalnak számos előnye van.
1. Költséghatékonyság: Egy glikogén molekulából 39 ATP molekula keletkezik, anaerob glikolízissel csak 3 molekula.
2. Sokoldalúság Kiindulási szubsztrátként különféle anyagok működnek: szénhidrátok, zsírsavak, ketontestek, aminosavak.
3. Nagyon hosszú munkaidő. Nyugalomban az ATP aerob újraszintézisének sebessége alacsony lehet, de fizikai megterheléssel maximumra nőhet.
Vannak azonban hátrányai is.
1. Kötelező oxigénfogyasztás, amelynek az izomzatba való oxigénszállítás sebessége és a mitokondriális membránon keresztüli oxigén behatolás sebessége korlátozza.
2. Hosszú telepítési idő.
3. Alacsony teljesítmény maximális értékben.
Ezért a legtöbb sportágban rejlő izomtevékenység nem érhető el teljes mértékben az ATP-reszintézis ezen útvonalával.
A sportgyakorlatban az aerob reszintézis értékelésére a következő mutatókat használják: maximális oxigénfogyasztás (MOC), aerob anyagcsere küszöb (PAO), anaerob anyagcsere küszöb (TANM) és oxigénbevitel.
IPC - ez a szervezet által lehetséges maximális oxigénfogyasztás mértéke fizikai munkavégzés során. Minél magasabb a VO2 max, annál nagyobb a szöveti légzés sebessége. Minél edzettebb az ember, annál magasabb a VO2 max. A BMD-t általában 1 testtömegkilogrammonként számítják ki. Azoknál az embereknél, akik nem sportolnak, az IPC 50 ml / perc-kg, edzetteknél pedig eléri a 90 ml / perc-kg-ot.
A sportgyakorlatban a VO2 max-ot is használják az aerob munka relatív erejének jellemzésére, amelyet a VO2 max százalékában fejeznek ki. Például a 6 l/perc IPC-vel rendelkező sportoló által 3 l/perc oxigénfogyasztás mellett végzett munka relatív teljesítménye az IPC-szint 50%-a lesz.
PJSC A legnagyobb relatív munkateljesítmény, az oxigénfogyasztás százalékában mérve az IPC-hez viszonyítva. A nagy PAO értékek az aerob újraszintézis jobb fejlődését jelzik.
ANSP - ez a minimális relatív működési teljesítmény, az oxigénfogyasztás százalékában is mérve az IPC-hez viszonyítva. A magas TANM azt jelzi, hogy az aerob újraszintézis nagyobb egységnyi idő alatt, ezért a glikolízis sokkal nagyobb terhelésnél aktiválódik.
Oxigén ellátás - az adott terhelés végrehajtása során az ATP aerob újraszintézisének biztosítására felhasznált oxigén (munkaszint feletti) mennyisége. Az oxigénellátás jellemzi a szöveti légzés hozzájárulását az összes elvégzett munka energiaellátásához. Az oxigénellátást gyakran használják az elvégzett aerob munka értékelésére.
Az izomsejtek szisztematikus edzésének hatására megnő a mitokondriumok száma, javul a szervezet oxigénszállítási funkciója, nő a mioglobin mennyisége az izmokban és a hemoglobin mennyisége a vérben.
