РОЛЬ АТФ В МЕХАНИЗМЕ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
Когда мышца расслабляется, головки миозина отходят от актиновых нитей. Поскольку актиновые и миозиновые нити могут легко скользить относительно друг друга, сопротивление растяжению в расслабленных мышцах оказывается низким, поэтому удлинение мышцы во время расслабления является пассивным.
МЕХАНИЗМ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА.
Основное положение теории скользящих нитей – во время скольжения (сокращения) сами актиновые и миозиновые нити не укорачиваются, так как ширина диска А остается при сокращении постоянной, а І-диски и Н-зоны становятся более узкими или совсем исчезают. Длина протофибрилл не изменяется и при растяжении мышцы. Вместо этого пучки тонких нитей, скользя, выходят из промежутков между толстыми нитями, так что степень их перекрытия уменьшается
Каким же образом осуществляется «разнонаправленное скольжение» актиновых нитей в соседних половинах саркомера?
Во время сокращения каждая головка миозина, или поперечный мостик, связывает миозиновую протофибриллу с актиновой. Наклоны головок создают объединенное усилие, и происходит скольжение (гребок), продвигающий актиновую нить к середине саркомера. Биполярная организация молекул миозина в двух половинах саркомера уже обеспечивает возможность скольжения актиновых нитей в противоположном направлении в левой и правой половине саркомера.
ЭТАПЫ ГЕНЕРАЦИИ СОКРАЩЕНИЯ.
1. Стимуляция мышечного волокна: возбуждение мышц обычно происходит при поступлении потенциала действия от иннервирующих мотонейронов через посредство нервно-мышечных синапсов.
2. В результате на мембране мышечного волокна формируется ПД, который распространяется вглубь мышечного волокна к миофибриллам.
3. Происходит процесс электромеханического сопряжения: он представляет собой преобразование электрического потенциала действия в механическое «скольжение» протофибрилл по отношению друг к другу. Этот процесс происходит в несколько этапов с обязательным посредством ионов кальция!
Механизм, посредством которого Са 2+ активирует волокно, легче понять при рассмотрении структуры актиновых нитей. Актиновая нить длиной около 1 мкм и толщиной 5-7 нм состоит из двух закрученных один вокруг другого и напоминающих нитки бус мономеров актина толщиной каждой по 5 нм. Через регулярные промежутки примерно 40 нм на цепях актина находятся сферические молекулы тропонина, а в желобках между цепями актина лежат нити тропомиозина. В отсутствии Са 2+ , т.е. при расслаблении миофибрилл, длинные молекулы тропомиозина располагаются так, что блокируют прикрепление поперечных мостиков миозина к актиновым цепям. Под влиянием активирующего начала ионов Са 2+ молекулы тропомиозина глубже опускаются в желобки между мономерами актина, открывая участки прикрепления для поперечных мостиков миозина. В результате мостики миозина прикрепляются к актиновым нитям, АТФ расщепляется и развивается мышечная сила. Эти активационные эффекты обусловлены действием Са 2+ на тропонин, причем последний работает как «кальциевый переключатель», а именно: при связывании с Са 2+ молекула тропонина деформируется так, что она толкает тропомиозин в желобки между нитями актина. При этом концентрация тонов Са 2+ должна достигать пороговой величины 10 -6 – 10 -5 моль/л.
Хранение и высвобождение ионов кальция. В состоянии расслабления мышца содержит более 1 мкмоль Са на 1 г сырого веса. Если бы соли Са не были изолированы в особых внутриклеточных хранилищах, обогащенные кальцием мышечные волокна находились бы в состоянии непрерывного сокращения. Структура внутриклеточных систем хранения кальция следующая: во многих участках мембрана мышечной клетки углубляется внутрь волокна, перпендикулярно его продольной оси, образуя трубки; эта система поперечных трубочек (Т-система) соединяется с внеклеточной средой. Перпендикулярно Т-системе, т.е. параллельно миофибриллам, расположена система продольных трубочек (истинный саркоплазматический ретикулум). Пузырьки на концах этих трубочек, терминальные цистерны, находятся очень близко к мембранам поперечной системы, образуя триады. В этих пузырьках и хранится внутриклеточный Са 2+ . В отличие от поперечной системы продольная система не соединяется с окружающей средой.
Таким образом, электромеханическое сопряжение происходит посредством распространения потенциала действия по мембранам поперечной системы внутрь клетки. При этом возбуждение быстро проникает во внутрь волокна, переходит к продольной системе и, в конечном счете, вызывает высвобождение ионов Са 2+ , которые хранятся в терминальных цистернах, во внутриклеточную жидкость около миофибрилл, что ведет к сокращению.
В процессе взаимодействия миозиновых и актиновых нитей в присутствии Са 2+ важную роль играет АТФ.
Энергия АТФ используется во время деятельности скелетной мышцы для трех основных процессов:
1) работы натрий-калиевого насоса, обеспечивающего поддержание постоянства градиента концентрации ионов натрия и калия по обе стороны мембраны;
2) процесса скольжения актиновых и миозиновых нитей, ведущего к укорочению миофибрилл;
3) работы кальциевого насоса, необходимого для расслабления волокна.
В соответствии с этим фермент АТФаза локализован в трех различных структурах мышечного волокна: клеточной мембране, миозиновых нитях, мембранах саркоплазматического ретикулума. АТФ гидролитически арсщепляется и, таким образом, энергетически утилизируется с помощью АТФазы – фермента миозина; причем, процесс активируется актином.
Потребление АТФ при сокращении. Сейчас известно, что головки миозина, которые взаимодействуют с актином, сами содержат каталитические активные центры для расщепления АТФ. АТФаза миозина активируется актином в присутствии ионов Mg 2+ . Поэтому при физиологическом ионном составе среды, т.е. в присутствии ионов Mg 2+ , АТФ расщепляется с освобеждением АДФ и фостата только в случае прикрепления головки миозина к активирующему белку – актину. В каждом цикле прикрепления-отсоединения поперечного мостика АТФ расщепляется только один раз (вероятно, 1 молекула АТФ на 1 поперечный мостик). Это означает, что чем больше поперечных мостиков находится в активном состоянии, тем выше скорость расщепления АТФ и сила, развиваемая мышцей. Таким образом, скорость расщепления АТФ (или метаболическая скорость) и сила, развиваемая мышцей, бывают обычно пропорциональны друг другу. Мышечное сокращение происходит тем быстрее, чем скорее передвигаются поперечные мостики, т.е. чем больше гребковых движений они делают в единицу времени. В результате быстрые мышцы потребляют больше АТФ (или энергии) в единицу времени, чем медленные мышцы, и сохраняют меньше энергии во время тонического удержания нагрузки. Поэтому для «изометрической работы» организм использует преимущественно медленные (тонические) «красные» мышцы, тогда как бедные миоглобином «белые» мышцы служат для быстрых движений.
Механизм действия АТФ. Молекула АТФ с поперечным мостиком после завершения его «гребкового» движения, и это обеспечивает энергию для разделения компонентов, участвующих в реакции – актина и миозина. После этого головки миозина отсоединяются от актина; затем АТФ расщепляется до АДФ и фосфата с промежуточным образованием комплекса фермент-продукт. Расщепление является обязательным условием для следующего прикрепления поперечного мостика к актину с освобождением АДФ и фосфата и «гребковым» движением мостика. Когда движение мостика завершается, с ним связывается новая молекула АТФ, и начинается новый цикл.
Циклическая активность поперечных мостиков, т.е. ритмическое прикрепление и отсоединение мостиков, которое обеспечивает мышечное сокращение, возможна только до тех пор, пока продолжается гидролиз АТФ, т.е. пока происходит активация АТФазы. Если расщепление АТФ заблокировать, мостики не могут повторно прикрепляться, мышца расслабляется.
После смерти содержание АТФ в мышечных клетках снижается, когда оно переходит критический уровень, поперечные мостики оказываются устойчиво прикрепленными к актиновой нити (пока не произойдет аутолиз). В таком состоянии актиновые и миозиновые нити прочно связаны друг с другом, мышца находится в состоянии трупного окоченения.
Ресинтез АТФ осуществляется двумя основными путями:
1) ферментативный перенос фосфатной группы от креатинфосфата на АДФ. Ресинтез обеспечивается по этому пути в течение тысячных долей секунды, т.к. запасы КФ значительно больше в клетке, чем АТФ;
2) гликолитические и окислительные процессы в покоящейся и деятельной мышце – медленный ресинтез АТФ через окисление молочной и пировиноградной кислот.
Нарушение ресинтеза АТФ ядами ведет к полному исчезновению АТФ и креатинфосфата, вследствие чего кальциевый насос перестает работать. Концентрация Са 2+ в области миофибрилл значительно возрастает и мышца приходит в состояние длительного необратимого укорочения. Это состояние называется контрактурой.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
источник
Управление энергией, мышечным расслаблением
Управление энергией, мышечным расслаблением
Чтобы двигаться вперед, нужна энергия, нужно, чтобы в душе был порядок, поэтому так важно настроить свою душу и тело так, чтобы жить хотелось, чтобы все было радостно. Отчего мы устаем? Больше всего мы устает оттого, что энергию, силы тратим бессмысленно и невосполнимо. По крайней мере треть собственной энергии мы тратим совершенно впустую на ненужные напряжения мышц. Напряжены должны быть только те мышцы, которые необходимы в данный момент, все остальные мышцы должны быть расслаблены. Но на самом деле у нас могут быть напряжены почти все мышцы лба, кистей рук, крепко сжаты челюсти. Сколько же энергии вы сохраните, если научитесь освобождаться от этих напряжений и зажимов. Безусловно нужно потратить некоторое время для того чтобы научиться сбрасывать все тонические напряжения, которые в данный момент вам не нужны. Расслабляйтесь! Если не умеете — учитесь: овладевайте аутогенной тренировкой, трансцендентальной медитацией, пройдите курс ребефинга (освобожденного дыхания).
Вторая треть утекающей впустую энергии тратится на неприятные эмоциональные расстройства и огорчения, ожидание возможных неприятностей, беспокойств, страхи, плохое настроение, раздражительность, излишнюю спешку, нервозность, недовольства, обиды и пр.
Необходимо научиться пополнять энергетические запасы. Источники душевной энергии могут быть различны, но один из самых мощных — осмысленность существования. Наличие ценностей, смысла, понимания «ради чего» жить — великая сила. Врачи и психологи, к сожалению, хорошо знают, что человек, переживающий бессмысленность существования, лечению и коррекции практически не поддается. Его внутренний вопрос «Зачем?» не находит ответа.
Слабые люди находят утешение и смысл существования в вере в какого-либо бога. Перекладывая, таким образом, ответственность за существование на бога и его представителей (попов, мулл, ксендзов).
Сильный человек верит в себя, в свои силы. Он находит смысл существования в семье, детях, в своей работе, которые не забирают его жизненную энергию, а наоборот пополняют.
Следует знать, что за плохим настроением, неуверенностью, беспредметной тревогой и страхом, стоят как правило, невидимые внешне напряжения гортани, глотки, диафрагмы и брюшного пресса. Вы не можете это снять прямым расслаблением мышц, но здесь могут помочь специальные типы дыхания. Например, чтобы продышать страх, гнев, тревоги и другие эмоции, сделайте «собачье дыхание» — быстрое и очень поверхностное, горлом, через рот. Несколько минут такого дыхания — и ненужные эмоции сбрасываются.
Научитесь отделять свое «Я» от переживаемого состояния. Человек, погруженный в свое состояние, не может управлять собой. Чтобы чем-то управлять, надо быть «не-этим». «Разотождествитесь» со своими эмоциями, поймите, что они и вы — не одно и тоже. Вы и ваша обида — это две разные сущности: но только тогда, когда вы об этом вспомнили. Это очень практично: в следующий раз, когда вы разозлитесь или обидитесь, мысленно отойдите от себя и посмотрите на свою злость со стороны. Обратите внимание, что вы — это не злость. И злость потихоньку угаснет.
Помните: побеждает подготовленный. Если вы не учитесь саморегуляции заранее, не практикуете ее (пусть по мелочам) ежедневно, в критический момент вы окажитесь несостоятельным.
источник
Как расслабиться, когда вас что-то тревожит? Метод прогрессивной мышечной релаксации
Как расслабиться, когда вас что-то беспокоит? “У меня ничего не выйдет”, “я как выжатый лимон” или “у меня нервы на пределе” – вот некоторые из тех выражений, которые сопровождают нас во время сильного стресса и тревоги. Иногда мы склонны обходиться таблетками или даже визитами к врачу, чтобы он выписал “чудесный укол” от всех проблем. В этой статье психолог CogniFit («КогниФит») Альба Камачо постарается дать вам некоторые рекомендации о том, как вы сможете сами сделать себе “чудесный укол”, без необходимости принимать таблетки или походов к врачу. Научитесь расслабляться, когда вас одолевают тревожность и стресс! Откройте для себя Метод прогрессивной мышечной релаксации Якобсона.
Важно понять природу тревожности, чтобы справиться с ней
Во-первых, мы должны узнать немного о том, что такое тревожность , или беспокойство, чтобы понять, почему нет необходимости принимать лекарства , чтобы её преодолеть. Когда нас одолевает тревожность, мы испытываем ощущение страха , и даже доходим до мысли, что однажды мы можем умереть от одного из приступов сильного беспокойства: дальше некуда. В данном случае, страх – это закономерный эмоциональный ответ на неизбежную угрозу, реальную или воображаемую. В то время как тревога является предварительной реакцией на будущую угрозу (которая может произойти или нет).
Оба эти понятия являются в некотором смысле продуктивными, потому что они предупреждают нас о существовании опасности и помогают нам подготовиться к неприятностям. Как говорится, предупреждён – значит вооружен. Проблема возникает в тот момент, когда мы слишком долго находимся в “состоянии боевой готовности” в режиме высокой интенсивности. Это может привести к так называемому “приступу тревожности”, симптомы которого вызывают резкое ухудшение самочувствия, и в результате мы вынуждены обратиться к врачу. Тем не менее, мы должны понимать, что тревожность – это не более чем совокупность симптомов. Это не заболевание, и этим состоянием можно управлять.
Проверьте, нет ли у вас либо у ваших близких более серьёзных расстройств, таких, как депрессия. Безусловно, диагноз депрессии может поставить только квалифицированный специалист, однако уже дома вы можете определить индекс риска наличия депрессии с помощью нейропсихологического теста на депрессию от CogniFit . Попробуйте прямо сейчас!
Вернёмся к тревожности . Для того, чтобы понять, что это, представьте, что за вами гонится лев, и вы стараетесь бежать так быстро, как только можете. Но на самом деле нет никакого льва! “Лев” существует только в нашей голове.
То есть причиной возникновения этих симптомов недомогания послужила идея о чём-то несуществующем, вымышленном (например: страх смерти или навязчивая идея умереть, страх выйти из дома , или боязнь не пережить сердечный приступ ).
В случае со львом мы видим, что решение лежит на ладони: “надо просто остановиться”, потому что лев на самом деле не существует, и нет никакой реальной опасности. Это было бы единственным способом уменьшить нашу тревожность, перестать потеть и успокоить сердце, выпрыгивающее из груди. Это те самые симптомы, которые провоцируют реальный приступ тревожности или даже паники.
Пешие прогулки, практика осознанной медитации “Mindfulness” , какое-то увлекательное занятие или хобби, и т.д… Это то, что постоянно поддерживает ваше сознание чем-то занятым. Так мы отходим от этой идеи опасности (или от любой другой навязчивой идеи ), что может стать хорошей стратегией и поможет нам уменьшить симптомы тревожности.
Далее я расскажу вам об очень эффективном методе для того, чтобы научиться расслабляться, когда вас одолевает тревожность: методе прогрессивной мышечной релаксации американского ученого и врача Эдмунда Якобсона.
Как расслабиться, когда вас что-то тревожит? Откройте для себя метод прогрессивной мышечной релаксации Якобсона
Что такое прогрессивная релаксация Якобсона?
- Это метод физиологического характера, ориентированный на состояние покоя.
- Способствует глубокой релаксации без особых усилий, что позволяет установить произвольный контроль за уровнем телесного напряжения.
- Позволяет распознать тесную связь между уровнем телесного напряжения и напряжённым психическим состоянием , и понять, что снижение одного из них предполагает облегчение другого.
- Помогает достичь состояния доминирования и релаксации в постепенной, но непрерывной форме (прогрессивная релаксация), с каждым разом более интенсивной и эффективной.
- Этот метод требует временных затрат, зато его эффекты также являются долгосрочными.
- Метод учит нас расслаблять мускулатуру с помощью силы воли , и посредством этого достигается глубокое состояние внутреннего спокойствия, которое приходит, когда излишнее телесное напряжение оставляет нас.
- Области, в которых накапливается напряжение, многочисленны, и иногда их невозможно увидеть “невооружённым глазом”, поэтому так важно научиться расслаблять все группы мышц тела.
Что нам даёт метод прогрессивной мышечной релаксации Якобсона?
С помощью этого метода можно сократить периоды состояния общей тревожности, научиться расслаблять напряжение мышц, улучшить качества сна, а также повысить самоконтроль и достичь высокого уровня релаксации. Метод прогрессивной мышечной релаксации Якобсона состоит из трёх основных этапов:
1- Напряжение-расслабление
Речь идёт о последовательном напряжении и расслаблении различных групп мышц по всему телу. Это делается для того, чтобы научиться распознавать разницу между состоянием мышечного напряжения и мышечной релаксации. Благодаря этому достигается состояние полного расслабления мышц, которое постепенно передаётся по всему телу. Мышечные группы должны находиться в состоянии напряжения в течение нескольких секунд (7-8), и медленно расслабляться на протяжении 5-10 минут.
2- Наблюдение
Мысленно проверяются все участвующие группы мышц, чтобы удостовериться, что они были расслаблены до максимума.
3- Релаксация сознания
На этом этапе необходимо думать о чём-то приятном и позитивном или полностью освободить сознание от мыслей (если вы умеете это делать). Необходимо научиться расслаблять сознание, в то время как продолжает расслабляться всё ваше тело.
Эти три фазы обычно длятся от 10 до 15 минут каждая. Метод не должен применяться в спешке. Этот метод может повторяться несколько раз в день.
Метод шаг за шагом: понижаем уровень тревожности с помощью прогрессивной мышечной релаксации Якобсона
Исходное положение: закройте глаза, вы можете сесть в кресло или лечь в постель. Необходимо обеспечить максимально комфортное положение настолько, насколько это возможно, чтобы помочь вашему организму полностью расслабиться.
Первая фаза: напряжение-расслабление
Расслабляем лицо, шею и плечи:
Упражнения выполняются в следующем порядке (каждое упражнение длительностью 5-7 секунд необходимо повторить три раза с перерывом на отдых в течение нескольких секунд):
– Лоб: нахмурить в течение 5-7 секунд и медленно расслабить.
– Глаза: широко открыть и медленно закрыть.
– Нос: морщить нос в течение 5-7 секунд и медленно расслабить.
– Рот: широко улыбнуться и медленно расслабить рот.
– Язык: прижать язык к нёбу и медленно расслабить.
– Челюсти: сжать до чувства напряженности в боковых мышцах лица и висках, а затем медленно расслабить.
– Губы: сжать дудочкой, как для поцелуя, сохранить в напряжении в течение нескольких секунд и медленно расслабить.
– Шея и затылок: наклоните голову назад, сгибая шею, вернитесь в исходное положение. Затем наклоните голову вперед, сгибая шею, и медленно вернитесь в исходное положение.
– Плечи и шея: поднимите плечи, напрягая шею, и медленно вернитесь в исходное положение.
Расслабление рук и предплечий:
Напрягаем, без движения, сначала одну руку, а затем аналогично другую. Сгибаем кисти рук в кулаки и чувствуем напряжение кистей, предплечий и плечей. Затем медленно их расслабляем.
Расслабление ног:
Растянуть одну ногу, а затем другую, поднимая стопой вверх и чувствуя напряжение по всей длине: спина, бёдра, колени, икры и стопы. Затем медленно их расслабляем.
Расслабление груди, живота и нижней части спины:
(Эти упражнения лучше всего делать, сидя на стуле)
– Спина: попытайтесь свести лопатки, но не достигая их полного касания. Задержитесь в этой позе на 5-7 секунд и расслабьтесь.
– Грудь: вдохните и задержите воздух в течение нескольких секунд в легких. Обратите внимание на напряжение в груди. Медленно выдохните.
– Живот: живот необходимо напрячь в течение 5-7 секунд и медленно расслабить.
– Талия: Напрягайте ягодицы и бедра в течение 5-7 секунд. Для этого приподнимите заднюю часть тела над стулом. Расслабьтесь.
Вторая фаза: Наблюдение
Мысленно понаблюдайте за каждой группой мышц, которые прошли через упражнения напряжения и расслабления, чтобы убедиться, что каждая из них теперь полностью расслаблена. Постарайтесь свести до максимума состояние расслабления каждой из них.
Третья фаза: Релаксация сознания
И, наконец, важно подумать о чём-то приятном, что вам нравится, что расслабляет (песня, пейзаж и т.д.) или отпустить все мысли.
В первый раз, когда вы решите применить на практике метод прогрессивной мышечной релаксации Якобсона, возможно, вам будет стоить усилий достичь оптимального состояния релаксации. Однако обратите внимание на то, как снижается уровень тревожности с того момента, как вы начинаете погружаться в упражнения! Как гласит китайская пословица: “Большие преимущества ждут тех, кто открывает секрет нахождения возможности в условиях кризиса”.
Оставляю вам это видео и надеюсь, что оно будет вам полезно!
источник
Механизмы сокращения и расслабления мышечного волокна. Теория скольжения. Энергетика мышечного сокращения
Механизм мышечного сокращения. Мышца сокращается в естественных условиях только при поступлении к ней нервных импульсов. Нервное влияние на мышечное волокно передается с помощью нервно-мышечного синапса. Медиатором в нервно-мышечном синапсе является ацетилхолин. На один ПД из пресинаптиче-ского окончания нервно-мышечного синапса выделяется 200-300 квантов медиатора.
В состоянии покоя мышцы, т.е. в промежутках между передачей нервного импульса, происходит спонтанное выделение 1-2 квантов медиатора в синаптическую щель в среднем 1 раз в секунду. При этом на постсинаптической мембране формируется деполяризация с амплитудой 0,12-0,24 мВ. Такие потенциалы получили название миниатюрные потенциалы концевой пластинки. Они, вероятно, поддерживают высокую возбудимость синапсов в условиях функционального покоя нервных центров. Кроме эк-зоцитоза медиатора существует постоянная неквантовая утечка молекул медиатора в синаптическую щель. Предполагают, что неквантовая секреция играет трофическую роль.
Пришедший по нервному волокну импульс (ПД) обеспечивает выделение в синаптическую щель ацетилхолина, который на пост-• синаптической мембране (концевой пластинке мышечного волокна) вызывает возникновение потенциала концевой пластинки (ПКП) -возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП), амплитуда которого составляет 30-40 мВ. ПКП — это локальный потенциал, который, достигнув критической величины, обеспечивает возникновение ПД в мышечном волокне. ПД распространяется по мышечному волокну и Т-системе в глубь волокна, что обеспечивает выделение ионов Са 2+ из саркоплазматического ретикулума. При взаимодействии ионов Са 2+ с тропонином происходят смещение тропомиозина и освобождение активных центров на актиновых нитях.
Затем происходит присоединение головки поперечного мостика миозина к актиновой нити. При этом головка миозина приобретает АТФ-азную активность, что обеспечивает гидролиз АТФ и освобождение энергии, обеспечивающей поворот головки миозина вокруг своей оси (гребковое действие), что в свою очередь приводит к скольжению нитей актина и миозина относительно друг друга и укорочению саркомера и общей длины мышцы. Миозиновая головка имеет несколько активных центров, которые последовательно взаимодействуют с соответствующими центрами на актиновой нити. В каждый конкретный момент в процессе развития сокращения одни головки поперечных мостиков находятся в соединении с актиновой нитью, другие свободны, т. е. существует последовательность их взаимодействия с актиновой нитью, что обеспечивает плавность процесса сокращения.
Повторное присоединение миозиновой головки к новому центру на актиновой нити вновь приводит к повороту головки, который обеспечивается запасенной в ней энергией. В каждом цикле соединения и разъединения головки миозина с актином расщепляется одна молекула АТФ на каждый мостик. Быстрота поворота определяется скоростью расщепления АТФ.
Для расслабления мышцы в первую очередь необходимо понижение концентрации ионов Са 2+ в области сократительных элементов мышечного волокна. Саркоплазматическая сеть имеет кальциевый насос, который активно возвращает кальций в цистерны. Активация кальциевого насоса осуществляется неорганическим фосфатом, который образуется при гидролизе АТФ, а энергообеспечение работы кальциевого насоса также осуществляется за сче* энергии, образующейся при гидролизе АТФ.
Источником энергии для восстановления израсходованной АТФ являются белки, жиры и углеводы пищи, которые подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте и в виде мономеров поступают в кровь и лимфу.
В организме в результате биохимических превращений образуется АТФ или синтезируются крупномолекулярные вещества. АТФ — донор свободной энергии в клетках. В клетках АТФ используется в течение одной минуты после ее образования, скорость оборота АТФ очень велика. Стабильность концентрации АТФ в клетке поддерживается рядом механизмов, одним из которых является образование креатинфосфата (КФ). Когда количество АТФ превышает определенный уровень, часть ее энергии используется для синтеза КФ, количество которого при этом возрастает. При повышении же распада АТФ в условиях активации энергетического обмена КФ используется для ресинтеза АТФ с помощью окисления и фосфорилирования.
Существуют и бескислородные (анаэробные) пути преобразования энергии, в которых могут быть использованы только углеводы (анаэробный гликолиз); такие способы реализуются при недостаточном поступлении кислорода в организм, ткани и клетки. При полном прекращении дыхания и расходовании резервов кислорода эти процессы могут обеспечить потребность в энергии еще в течение двух минут.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
источник
Биоэнергетика мышечной деятельности
Так устроен наш мир, что для совершения любой деятельности необходимо затратить энергию, будь-то смена погоды или времени суток. Тоже самое касается и наших мышц, причём энергия тратится и на сокращение, и на расслабление. Для сокращения необходима энергия для взаимодействия актиновых и миозиновых нитей, а во время расслабления энергия тратится на закачку ионов кальция обратно в саркоплазматический ретикулум. В общем механизмы сокращения и расслабления это долгая история, и тема для другой статьи.
Универсальным источником энергии для мышц и всего организма является соединение А.Т.Ф. (аденозинтрифосфат). АТФ по химическому строению является нуклеозидом,макроэргом(несёт в себе потенциальную энергию), состоит из трех соединений: аденин(азотистое основание), рибоза(углевод), фосфорная кислота. В качестве источников АТФ организм использует жиры,белки,углеводы. Т.е. то, что мы употребляем в пищу. Если сказать проще, то организм при помощи разных метаболических путей преобразует б/ж/у в энергию. На рисунке ниже нарисовано химическое строение и показаны каждый из элементов.
Мышцы не умеют накапливать АТФ, содержание этого вещества в мышечной клетке очень невелико и вряд ли хватит даже на секунду мышечного сокращения. Отсюда вытекает весьма логичный вывод: В мышечных клетках постоянно протекает два процесса: 1) Потребления АТФ; 2)Ресинтез АТФ.
В зависимости от источников энергии(Б/Ж/У/креатинфосфат) и уровне выполняемой нагрузке существует три основных способа ресинтеза АТФ: 1)аэробный; 2)гликолитический; 3)креатинфосфатный. В рамках этой статьи я хочу вам рассказать про аэробный способ ресинтеза АТФ.
Ещё этот путь называется тканевое дыхание, аэробное дыхание, окислительное фосфорилирование — это самый базовый для организма способ получения энергии, он протекает каждый день на протяжении всей жизни, с разной интенсивностью, в зависимости от нагрузки. Все бытовые дела, которые мы выполняем на протяжении дня, обеспечиваются именно этим путём ресинтеза АТФ.
Сейчас буду объяснять максимально просто и доступно, жертвуя так сказать научностью. Представим, в мышечных клетках организма расположены энергостанции(митохондрии), если мы им дадим топливо, взамен получим энергию, которую можно будет использовать для сокращения мышечных клеток, что позволит нам перемещаться в пространстве. Это топливо называется Ацетил-КоА(по химическому составу это уксусная кислота соединённая со своим переносчиком — коферментом А). С пищей в чистом виде это соединение не попадает в организм, поэтому нам нужно его получать из белков, жиров и углеводов.
Получается следующее: если это топливо организм получает из углеводов, протекают несколько реакций(называется гликолиз) в результате которых мы получаем ацетил-КоА, далее митохондрии окисляют(называется цикл Кребса) его до углекислого газа и воды с выделением энергии, которую мы и используем для сокращения мышц.
Если же это топливо мы получаем из жиров, то тоже путём нескольких реакций(B-окисление) мы получаем ацетил-КоА и обмениваем его энергию с выделением воды и углекислого газа.
Если же используются в качестве источника энергия белки, то всё то же самое, несколько реакций(дезаминирования аминокислот) -> ацетил-КоА -> энергия + вода + углекислый газ.
Важно отметить, что в аэробном пути ресинтеза энергии все реакции протекают с обязательным участием кислорода, отсюда и название аэробный. Упрощенная схема выглядит так(ЦТК — цикл трикарбоновых кислот,это другое название цикла Кребса):
Для численного сравнения/обозначения(например для сравнения двух спортсменов, или для сравнения с другим путём ресинтеза) аэробного пути в практике спорта используются следующие критерии:
Максимальная мощность — максимальное количество энергии, которое может образоваться за единицу времени данным способ. Составляет 350-450 кал/мин*кг. Это на самом деле мало, если сравнивать с аэробными источниками ресинтеза, но экономично (об этом чуть дальше). По причине низкой максимальной мощности аэробным путём ресинтеза можно обеспечивать работу умеренной мощности(марафоны, ходьба, вообще ту деятельностью, которую мы можем выполнять долго, но не быстро или сильно).
Время развертки — то количество времени, которое требуется для выхода на максимальную мощность. В данном случае составляет 3-4 минуты(у спортсменов может быть около 1 мин). Как видно это время достаточно большое, и на это есть ряд причин. Т.к. аэробный путь использует кислород для ресинтеза АТФ, этот кислород нужно доставить до нуждающихся клеток, а на скорость доставки влияют множество факторов: способность сердечно сосудистой системы, дыхательность системы, количество гемоглобина, митохондрий, эффективность митохондрий и т.д.
Время работы с максимальной мощностью — с этим я думаю всё понятно, как долго можно работать в аэробном режиме. И тут этому пути нет равных, т.к. теоретически это может длиться бесконечно. И этому есть объяснение: аэробный режим может преобразовывать в энергию всё что угодно, как я говорил жиры, белки, углеводы, кетоновые тела, причем как и поступившие с пищей, так и свои собственные. Тут всё будет ограничиваться способностями организма, как долго выдержит сердце, скелет, связки, легкие, нервная система и т.д.
Предлагаю закончить эту статью недостатками и преимуществами аэробного пути ресинтеза АТФ:
Т.к. используется кислород во всех реакциях протекающих во время аэробного пути, эффективность ограничена возможностями кардио-респираторной системы. Т.е. и максимальная мощностью и время развертки и длительность ограничены этим фактором. Хочется добавить, что эффективность жиросжигания зависит от всего выше перечисленного.
Ещё один недостаток это скорость развёртки до максимальной мощности, было бы неплохо если бы при скоростно-силовой работе(бег 100 метров, жим штанги, и т.д.) осуществлялось за счёт аэробного пути. Всё было бы на много проще: пробежал на максимальной скорости 100-300 метров — сжёг жир, присел со штангой 12 раз — сжёг жир. И так за тренировку можно было бы скинуть ощутимое количество жира, но увы.
Экономичность. Очень выгодно получать энергию аэробным способом, за 1 молекулы глюкозы например мы получаем 39 молекул АТФ и без побочек, а за анаэробный способ мы получаем за 1 глюкозу 3 молекулы АТФ и в добавок образуется лактат(кислота), которая закисляет и разрушает клетку, не говоря уже о том, что новичок может легко словить ацидоз(Рн крови смещается в кислую стороны, из-за активного выведения лактата из клеток).
Универсальность. Как я уже сказал — аэробный способ использует всё для энергии, вплоть до собственных запасов. Анаэробные режимы работы могут использовать только глюкозу и креатинфосфат. Мы не можешь бежать километры на максимальной скорости по двум причинам: накапливается лактат и отсутствует глюкоза.
На этом я заканчиваю статью, может быть напишу ещё про другие два режима энергообеспечения. Что я хочу донести этой статьёй? Всегда помните о том, что жир горит при участии кислорода, а это значит следующее:
— Аэробный путь ресинтеза АТФ.
— Не возникает кислородный долг(отдышки нет)
— При условии отсутствии глюкозы, час бег на пульсе 50-60 % от максимума сожгёт больше жира, чем часовая тренировка в зале.
С вами был Зайцев Игорь, всем здоровых тренировок и до новых встреч.
источник