Анаеробні шляху ресинтезу АТФ, креатинфосфатного шлях ресинтезу АТФ (офеатінкіназний, алактатний) -
Анаеробні шляху ресинтезу АТФ є додатковими способами освіти АТФ в тих випадках, коли основний шлях отримання АТФ - аеробний - не може забезпечити м'язову діяльність необхідною кількістю енергії. Це буває на перших хвилинах будь-якої роботи, коли тканинний подих ще повністю не розгорнулося, а також при виконанні фізичних навантажень високої потужності.
Креатинфосфатного шлях ресинтезу АТФ (офеатінкіназний, алактатний)
Ця реакція каталізується ферментом креатинкінази. У зв'язку з цим даний шлях ресинтезу АТФ ще називається креатінкіназним.
Креатинфосфатного реакція оборотна, але її рівновагу зміщений в бік утворення АТФ, і тому вона починає здійснюватися відразу ж, як тільки в міоцитах з'являються перші порції АДФ.
При м'язовій роботі активність креатинкінази значно зростає за рахунок активирующего впливу на неї іонів кальцію, концентрація яких в саркоплазме під дією нервового імпульсу збільшується майже в 1000 разів. Інший механізм регуляції креатин-фосфатного реакції пов'язаний з активує впливом на креатин-киназу креатину, що утворюється в ході даної реакції. За рахунок цих механізмів активність креатинкінази на початку м'язової роботи різко збільшується і креатинфосфатного реакція дуже швидко досягає максимальної швидкості.
Креатинфосфат, володіючи великим запасом хімічної енергії, є речовиною неміцним. Від нього легко може отщепляться фосфорна кислота, в результаті чого відбувається циклізація залишку креатину, що приводить до утворення креатиніну:
Освіта креатиніну відбувається без участі ферментів, спонтанно. Ця реакція необоротна. Утворився креатинін в організмі не використовується і виводиться з сечею. Тому по виділенню креахініна з сечею можна судити про зміст креатинфосфату в м'язах, так як в них знаходяться основні запаси цього з'єднання.
Синтез креатинфосфату в м'язових клітинах відбувається під час відпочинку шляхом взаємодії креатину з надлишком АТФ:
Частково запаси креатинфосфату можуть відновлюватися і при м'язовій роботі помірної потужності, при якій АТФ синтезується за рахунок тканинного дихання в такій кількості, якого вистачає і на забезпечення скорочувальної функції міоцитів, і на поповнення запасів креатинфосфату. Тому під час виконання фізичної роботи креатинфосфатного реакція може включатися багаторазово.
Сумарні запаси АТФ і креатинфосфату часто позначають терміном фосфагени.
Освіта креатину відбувається в печінці з використанням трьох амінокислот: гліцину, метіоніну і аргініну. У спортивній практиці для підвищення в м'язах концентрації креатинфосфату використовують в якості харчових добавок препарати гліцину і метіоніну.
Креатинфосфатного шлях ресинтезу АТФ характеризується наступними величинами прийнятих кількісних критеріїв:
Максимальна потужність складає 900-1100 кал / хв-кг, що в три рази вище відповідного показника для аеробного ресинтезу. Така велика величина обумовлена високою активністю ферменту креатинкінази і, отже, дуже високою швидкістю креатин-фосфатного реакції.
Час розгортання всього 1-2 с. Як уже зазначалося, вихідних запасів АТФ в м'язових клітинах вистачає на забезпечення м'язової діяльності як раз протягом 1-2 с, і до моменту їх вичерпання креатинфосфатного шлях утворення АТФ вже функціонує зі своєю максимальною швидкістю. Таке мале час розгортання пояснюється дією описаних вище механізмів регуляції активності креатинкінази, що дозволяють різко підвищити швидкість цієї реакції.
Час роботи з максимальною швидкістю всього лише 8-10 с, що пов'язано з невеликими вихідними запасами креатинфосфату в м'язах.
Головними перевагами креатинфосфатного шляху утворення АТФ є дуже малий час розгортання і висока потужність, Що має вкрай важливе значення для швидкісно-силових видів спорту. Головним недоліком цього способу синтезу АТФ, який істотно обмежує його можливості, є короткий час його функціонування. Час підтримки максимальної швидкості всього 8-10 с, до кінця 30-й з його швидкість знижується вдвічі. А до кінця 3-й хв інтенсивної роботи креатинфосфатного реакція в м'язах практично припиняється.
Виходячи з такої характеристики креатинфосфатного шляху ресинтезу АТФ, слід очікувати, що ця реакція виявиться головним джерелом енергії для забезпечення короткочасних вправ максимальної потужності: біг на короткі дистанції, стрибки, метання, підйом штанги і т.п. Креатинфосфатного реакція може неодноразово включатися під час виконання фізичних навантажень, що робить можливим швидке підвищення потужності виконуваної роботи, розвитку прискорення на дистанції і фінішний ривок.
Біохімічна оцінка стану креатинфосфатного шляху ресинтезу АТФ зазвичай проводиться за двома показниками: креатиніновий коефіцієнту і алактатного кисневого боргу.
Алактатний кисневий борг - це підвищене споживання кисню в найближчі 4-5 хв після виконання короткочасного вправи максимальної потужності. Цей надлишок кисню потрібно для забезпечення високої швидкості тканинного дихання відразу ж після закінчення навантаження для створення в м'язових клітинах підвищеної концентрації АТФ. У цих умовах відбувається фосфорилювання креатину з утворенням креатинфосфату:
Таким чином, використання креатинфосфату під час роботи призводить до накопичення креатину, перетворення якого знову в креатинфосфат вимагає певної кількості кисню. Звідси випливає, що алактатний кисневий борг характеризує внесок креатинфосфатного шляху ресинтезу АТФ в енергозабезпечення виконаної фізичного навантаження і дає оцінку його метаболічної ємності. Подання про потужності цього способу утворення АТФ дає показник, отриманий шляхом ділення величини алактатного боргу на час виконання навантаження.
У кваліфікованих спортсменів значення алактатного кисневого боргу після навантажень максимальної потужності зазвичай становить 8-10 л.
В результаті систематичних тренувань, спрямованих на розвиток швидкісно-силових якостей, в м'язах збільшується концентрація креатинфосфату і підвищується активність креатинкінази, що знаходить відображення в зростанні величини алактатного кисневого боргу і добового виділення креатиніну.