Гликолиз как энергетический обмен в мышцах

Поскольку в человеческом организме практически нет процессов, которые бы могли обойтись без энергических затрат, расход энергии необходим постоянно. Энергетический обмен – это единственный источник энергии в организме человека. Непрерывное преобразование определенных веществ, которое высвобождает необходимую энергию, сопровождает жизнь человека от рождения до смерти.

Что собой представляет гликолиз?

Под гликолизом понимается процесс распада одной молекулы глюкозы, в результате чего энергией «заряжается» две молекулы АТФ. Он осуществляется в саркоплазме, и в нем принимают участие 10 специфических ферментов.

Гликолиз может быть анаэробным, то есть потребление кислорода не требуется и аэробным – с потреблением кислорода. К примеру, при высокоинтенсивных нагрузках (бодибилдинг, силовые тренировки) происходит анаэробный гликолиз, в результате чего образуется молочная кислота. Динамические нагрузки (плавание, бег) способствуют аэробному гликолизу.

Справка! Аэробное окисление эффективнее анаэробного в 19 раз.

Гликолиз как энергетический обмен в мышцах

Этапы гликолиза

Гликолиз протекает в несколько этапов:

  1. Подготовительный – сложные органические соединения расщепляются до простых, а именно – молекулы белка до аминокислот, углеводы до глюкозы, жиры до карбоновых кислот и глицерина, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. Органические соединения распадаются под воздействием ферментов ЖКТ или же при участии лизосомных ферментов.                                                                                                                                                                                                                                     Энергия, которая высвобождается при этом процессе преобразуется в тепло и рассеивается, амолекулы могут продолжать расщепляться или используются в качестве строительного материала.
  2. Бескислородное окисление (непосредственно гликолиз) сопровождается продолжением расщепления органики, которая образовалась в ходе первого этапа. Этот процесс протекает в клеточной цитоплазме и в кислороде не нуждается. Основной поставщик энергии – это глюкоза в клетке. Поэтому бескислородный распад глюкозы называют гликолизом. Когда электроны утрачиваются, процесс называется окислением, а когда приобретаются – восстановлением.                                                                                                                                                                                                                                                                                Гликолиз – процесс многоступенчатый и состоит из 10 реакций. Цепочка ферментативных процессов приводит к тому, что глюкоза преобразуется в две молекулы пировиноградной кислоты, а также образуется две молекулы АТФ. Дальше происходит молочнокислое брожение, и из пировиноградной кислоты появляется молочная. Гликолиз одной молекулы глюкозы высвобождает 200 кДж, из них 80% накапливается в АТФ, а остальное исчезает.
  3. Кислородное окисление (дыхание)происходит при обязательном участии кислорода. Процесс идет в митохондриях, пировиноградная кислота расщепляется полностью – отщепляется водород и углекислый газ. Образуется двухуглеродная ацетильная группа, и именно она начинает цикл реакций Кребса – дальнейшее окисление. Каждая молекула пировиноградной кислоты удаляет из митохондрии 3 молекулы СО2, образует 5 атомов водорода и одну молекулу АТФ.                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Заключительным этапом является окисление водорода при участии кислорода до воды. Водород утрачивает электроны, которые соединяются с кислородом. Оставшиеся протоны помещаются в «протонный резервуар» — межмембранное пространство, когда разница потенциалов внутренней мембраны достигает определенных значений, образуется АТФ. Таким образом окисление 12 пар атомов водорода обрадуют 34 молекулы АТФ.

Гликолиз как энергетический обмен в мышцах

Что в процессе гликолиза при  нагрузках образуется в мышцах?

Некоторые специалисты считают, что у спортсменов, которые испытывают большие нагрузки, гликолиз в мышцах многократно усиливается. Накопленный гликоген активизируется специальными стимулами (нервными и гормональными). Известный гормон адреналин способен существенно повлиять на ускорение процесса преобразования гликогена в АТФ.

Во время существенных нагрузок в основном задействуются промежуточные и красные мышечные волокна. Поскольку в красных больше митохондрий, активность окислительных ферментов в них выше, это значит, что обеспечивается аэробное снабжение мышц энергией при нагрузках.

Гликоген, который также активно используется при нагрузках в условиях кислородного голодания вкупе с жирами является главным эндогенным субстратом при существенной и длительной нагрузке. Жиры и гликоген запасаются в промежуточных и красных волокнах.

Справка! По эффективности высвобождения энергии жиры уступают гликогену. Жиры, окисляясь, образуют 5,6 моль АТФ.

Как правильно использовать энергетический обмен в тренировках?

В начале тренировки потребность организма в энергии больше, чем уровень синтеза АТФ. Углеводы сжигаются анаэробно, в результате чего выделяется молочная кислота, и АТФ освобождается быстрее, но в меньшем объеме. Также быстрым поставщиком энергии является креатин фосфат, который в небольших количествах содержится в тканях мышц, но запасов этого вещества хватает всего на несколько секунд взрывной работы. Таким образом, креатин фосфат может покрыть кратковременный дефицит АТФ.

Когда тренировка продолжается, организм запускает аэробный механизм, то есть использование кератина фосфата прекращается. Жирные кислоты становятся доступными для мышц, кроме того, за счет окисления жиров увеличивается степень восстановления АТФ.

Чрез 5-15 минут после тренировки потребность АТФ стабилизируется, и, если темп тренировки относительно ровный, синтез АТФ поддерживается за счет окисления углеводов.

Спортсменам надо знать, что есть факторы, которые ограничивают запасы энергии во время тренировки:

  1. Длительность занятий – сначала энергетический выброс поддрерживается креатин фосфатом, затем организм использует гликоген. Но если тренировка долгая, гликоген заканчивается и тогда энергетическими источниками становятся жиры.
  2. Тип тренировки – при занятиях спортом, где высокая активность сменяется низкими нагрузками (баскетбол, футбол, хоккей) организм поочередно использует гликоген и креатин фосфат, давая возможность восстанавливать их запасы.
  3. Тренированность организма – чем выше физическая подготовка, тем больше способность к окислению и тем экономнее расходуются энергетические запасы.
  4. Правильное питание — спортсменам рекомендуется углеводная пища, но для того, чтобы в организм поступило 500 г углеводов необходимо очень много съесть, поэтому многие предпочитают принимать углеводные добавки.

Гликолиз – это процесс без которого полноценная жизнедеятельность организма невозможна. После того как ученые детально изучили особенности гликолиза, стало понятно как именно протекают энергетические процессы и появилась возможность изучать и лечить некоторые заболевания

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: