Энергия для обеспечения мышечной деятельности

Если вы найдете опечатку в статье, пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter.

Молекула АТФКак известно, двигательная деятельность человека осуществляется благодаря сокращению и расслаблению скелетных мышц. Известно также, что для сокращения им нужна энергия.  Источником энергии для работающих мышц является аденозинтрифосфорная кислота. Для простоты произношения более распространена сокращенная форма этого названия — АТФ. Каждая молекула АТФ состоит из аденозина и трех фосфатных групп. Энергия для мышечного сокращения выделяется при отсоединении от молекулы АТФ одной фосфатной группы.

Не углубляясь в дебри биохимии, упрощенно процесс выглядит так: в результате химической реакции происходит отделение одной фосфатной группы, и АТФ распадается до АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и свободной фосфатной группы с выделением энергии. Запасы АТФ в мышцах очень ограничены — их хватает только для того, чтобы запустить механизм и выполнить работу в первые 1-2 секунды. Далее, после распада АТФ, выработка энергии возможна только после восстановления АДФ до АТФ.

Восстановление происходит путем присоединения свободных фосфатных групп к АДФ. То есть запускается замкнутый цикл: распад-восстановление-распад, который называется — ресинтез АТФ. Свободные фосфатные группы для восстановления АДФ образуются в результате расщепления питательных веществ — белков, жиров и углеводов. Процесс ресинтеза АТФ происходит одинаково при любой мышечной работе. А вот расщепление питательных веществ, в зависимости от интенсивности работы, происходит по-разному.

Зависит это от того, насколько быстро нужно поставлять свободные фосфатные группы для ресинтеза АТФ. Например, штангисту для поднятия штанги нужна мгновенная энергия. Он должен вложить всю свою силу в одно движение. Спринтеру тоже нужна быстрая энергия, но продолжительность его работы намного больше, чем у штангиста, а продолжительность работы марафонца в сотни раз превышает время работы спринтера. Во всех трех приведенных примерах, расщепление питательных веществ будет происходить по-разному.

Механизмы расщепления питательных веществ

  • Самым быстрым поставщиком свободных фосфатных групп является креатинфосфат, находящийся в мышцах. Поэтому для удовлетворения резко увеличивающегося энергетического запроса организм использует креатинфосфатный механизм. Это происходит при работе «взрывного» хатактера, когда нужно выполнить движение в максимально короткий срок. Примерами такой работы, кроме уже приведенного с поднятием штанги, могут быть прыжки, удары, броски, метания — любые движения продолжительностью 5-6 секунд. Кроме обеспечения работы «взрывного» характера, креатинфосфатный механизм обеспечивает ресинтез АТФ на начальной стадии любой работы, пока запустятся другие механизмы.
  • Следующим по мощности является гликолитический механизм. Это процесс расщепления углеводов путем гликолиза, который происходит без участия кислорода, поэтому его называют анаэробным (безкислородным). За счет гликолиза мышцы могут выполнять интенсивную работу продолжительностью до 3-х минут.
  • Для обеспечения ресинтеза АТФ на протяжении более длительного времени, организм использует окисление углеводов и жиров. Так как процесс окисления происходит при участии кислорода, то его еще называют аэробным. Этот механизм уступает по мощности двум предыдущим, но значительно превосходит их по продолжительности. Окисление может обеспечивать непрерывную работу мышц в течении нескольких часов.

Зачем нам нужно знать механизмы энергообеспечения

А какая практическая польза от всего выше сказанного простому физкультурнику? —  спросите вы. Польза заключается в том, что зная механизмы энергообеспечения, можно правильно подбирать тренировочные режимы для достижения индивидуальных целей. Очень часто, занимаясь оздоровительной физкультурой или фитнесом, многие занимающиеся допускают грубые ошибки.

Для примера, рассмотрим актуальный для многих вопрос — занятия с целью убрать лишние жировые отложения.  Многие считают, что чем напряженнее они тренируются, тем больше сжигают жиров. На самом деле, это совсем не так. Высокая интенсивность приводит к тому, что организм работает в гликолитическом  режиме энергообеспечения, а если работать с максимально тяжелыми весами, то и в креатинфосфатном. А так как эти механизмы энергообеспечения работают без участия кислорода, то никакого окисления (сжигания) жиров не происходит.

При работе с большими весами за короткое время (до 10 сек) происходит увеличение объема мышц, так как  креатинфосфат содержится в мышцах, и чем они больше, тем больше запасы креатинфосфата. А раз мы стимулируем этот механизм, то и получаем соответствующий результат.

Работа в гликолитическом режиме, предъявляет высокие требования к сердечно-сосудистой системе, поэтому тренировки в этом режиме увеличивают ударный объем сердца, и вызывают другие адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы. Источниками питательных веществ для гликолиза являются глюкоза и гликоген, но жиры в этом процессе не участвуют.

С аэробным режимом тоже не все так просто. Проблема в том, что при окислении жиров ресинтез АТФ происходит значительно медленнее, чем при окислении углеводов. Другими словами — жиры уступают по мощности углеводам, и если интенсивность упражнений находится близко к границе анаэробного режима (эта граница называется порог анаэробного обмена — сокращенно ПАНО), то для удовлетворения энергетического запроса, организм использует окисление углеводов. Жиры начинают окисляться только при работе средней интенсивности — на уровне ниже 60% от уровня ПАНО.

Доля жиров в аэробном окислении значительно возрастает, когда заканчиваются запасы углеводов. Так при умеренной равномерной работе через 30-40 минут доля жиров в удовлетворении энергетического запроса увеличивается в 3 раза относительно начального, а после 3-х часов непрерывной работы в 5-6 раз. Значительно увеличивается окисление жиров и в случае, когда перед началом умеренной аэробной работы были использованы гликолитические нагрузки, которые снизили запасы углеводов.

Приведенный пример прекрасно иллюстрирует — как понимание процессов, происходящих в организме, помогает правильно подобрать средства для достижения поставленных целей.

Если вы нашли опечатку в статье, пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter.

Вам понравилась эта статья?

Мы будем благодарны, если вы поделитесь этой статьей с друзьями в социальных сетях. Вы также можете подписаться на канал RSS или почтовую рассылку, чтобы не пропустить что-то интересное.

Нравится

Комментарии ВКонтакте

Комментарии Facebook

Отправить комментарий