Субмаксимальная зона потужності - біохімічні зміни в організмі спортсмена при м'язової
Субмаксимальная зона потужності
Енергетичне забезпечення роботи в зоні здійснюється в основному за рахунок анаеробного розпаду вуглеводів (гліколізу). Кисневий запит при такій роботі може досягати 20-40 л, а рівень енергетичних витрат може в 4-5 разів перевищувати максимум аеробного механізму енергоутворення. До кінця роботи зростає частка аеробних реакцій в її енергозабезпеченні. Кисневий борг в цій зоні потужності найбільш значний за абсолютними значеннями (до 20 л) і становить 50--90% кисневого запиту. Посилюється мобілізація глікогену печінки, рівень глюкози в крові може досягати 2 г * л -1. Під впливом продуктів анаеробного розпаду збільшується проникність клітинних мембран для білків, що призводить до збільшення їх вмісту в крові і появі в сечі, де їх концентрація досягає 1,5%.
Гліколіз - безкисневий процес окислення глюкози крові та глікогену м'язів до молочної кислоти (лактату) і 2-3 молей АТФ. протікає в саркоплазме м'язових клітин ферментативним шляхом. Розщеплення глюкози і глікогену здійснюється під впливом пускових ферментів - гексокінази, розщеплює глюкозу, фосфорілази, яка здійснює «запуск» початкових стадій глікогенолізу і фосфофруктокинази. Активаторами перших двох ферментів є АДФ і неорганічний фосфат; інгібітором виступає молочна кислота [3-4]. Найбільшою швидкості гліколіз досягає на 20-30 сек після початку роботи, а до кінця 1-ій хвилині він є основним джерелом АТФ.
Процес гліколізу, що протікає в цитоплазмі клітини, можна умовно розділити на три етапи.
Перший етап - підготовчий, на якому відбувається активація глюкози і утворення з неї субстратів біологічного окислення. Підготовчий етап гліколізу починається з фосфорилювання глюкози, т. Е. Перенесення залишку фосфорної кислоти від молекули АТФ на глюкозу з утворенням глюкозо - 6 - фосфату. Реакція каталізується ферментом гексокінази. Далі глюкозо -6 - фосфат изомеризуется у фруктозо - 6 фосфат, який повторно активується АТФ під дією ферменту фосфофруктокинази з утворенням фруктозо - 1,6 - біфосфату. Дана реакція є найбільш повільно поточної реакцією гліколізу, яка фактично і визначає швидкість гліколізу в цілому. Під впливом альдолази фруктозо - 1,6 - біфосфат розщеплюється на дві фосфотріози - глицеральдегид - 3 - фосфат і діоксиацетонфосфат. Оскільки останній здатний перетворюватися в глицеральдегид -3 - фосфат, можна вважати, що підготовчий етап гліколізу завершується утворенням двох молекул Гліцеральдегід - 3 - фосфату - субстратів біологічного окислення.
Другий етап. На другому етапі гліколізу глицеральдегид - 3 - фосфат піддається біологічному окисленню за допомогою специфічної дегідрогенази і коферменту НАД, в результаті чого утворюється висркренергетіческое (макроергічних) з'єднання 1,3 - біфосфогліцеріновая кислота (1,3БФГК), яка передає свою високоенергетичну фосфатну групу на АДФ і утворюється АТФ (субстратне фосфорилювання). Другий компонент реакції - 3 - фосфогліцеріновая кислота за рахунок внутрішньомолекулярного перенесення фосфатної групи, перетворюється в 2 - фосфогліцеріновую кислоту. Остання в результаті відщеплення двох молекул води переходить в фосфоєнолпіровіноградная кислоту (ФЕПВК) - з'єднання, що містить високоенергетичну фосфатную зв'язок. Далі відбувається розрив макроергічним зв'язку і перенесення високоенергетичного фосфатного залишку від ФЕПВК на НАД з утворенням АТФ (субстратне фосфорилювання).
2 1,3БФГК + 2 АДФ фосфогліцераткинази> 2 АТФ + 2 3 ФГК
2 ФЕПВК + 2 АДФ піруваткіназа> 2 АТФ + 2 ПВК
Закінчується другий етап утворенням двох молекул піровиноградної кислоти.
На заключному, третьому етапі гліколізу відбувається відновлення піровиноградної кислоти і утворення молочної кислоти. Реакція протікає за участю ферменту лактатдегідрогенази і коферменту
пировиноградная кислота молочна кислота
Реакція відновлення пірувату завершує внутрішній окислювально-відновний цикл гліколізу, в якому НАД + грає роль лише проміжного переносника водню від глицеральдегид - 3 - фосфату на ПВК, при цьому сам він регенерує і знову може брати участь в циклічному процесі, що отримав назву гликолитической оксідоредукціі. Швидкість процесу залежить від:
а) активності ферментів гліколізу (фосфорилаза і фосфофруктокінази), яка збільшується під дією АМФ і адреналіну, іонами кальцію, гальмуватися надлишком АТФ;
б) від вмісту глікогену в м'язах
в) від накопичення молочної кислоти і зсуву PH в кислий бік, що викликає гальмування.
Максимальна потужність гликолитического анаеробного механізму досить велика і становить 2500 кДж / кг * хв. Така потужність визначається його високою швидкістю, яка досягає максимуму вже на 20-30 секундах після початку м'язової роботи і до 45 секунди підтримується на максимальному рівні. За рахунок такої потужності можна розвинути швидкість бігу, що досягає 7-8 м / с. Однак, досить швидке вичерпання запасів глікогену м'язів, зниження активності ключових ферментів гліколізу і внутрішньоклітинного рН під впливом утворюється молочної кислоти, призводить до падіння швидкості гліколізу та підключення дихання.
Метаболічна ємність визначається запасами глікогену в організмі, величиною лужних резервів крові (бикарбонатной, бікарбоміновой), а також вольовими якостями спортсмена, і становить 3сек - 2,5мин. Метаболічна ефективність гліколізу через зниження концентрації глікогену в м'язах, зменшення активності ключових ферментів, зниження активності АТФ-ази міозину і креатинфосфокінази з накопиченням лактату, швидкість гліколізу падає і складає 50% на 15 хв від початку роботи.
Гліколіз відіграє важливу роль в енергозабезпеченні організму при бігу на середні дистанції (400м), плаванні 100-200м, в початковому і фінішному етапах роботи.
енергетичний м'яз спортсмен біохімічний