Энергетика мышечного сокращения

Энергетика мышечного  сокращения

Сокращение и напряжение мышцы  осуществляется за счет энергии, освобождающейся  при химических превращениях, которые  происходят при поступлении в  мышцу нервного импульса или нанесении  на нее непосредственного раздражения. В качестве основного поставщика энергии выступает АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).

АТФ в организме играет роль "универсальной  валюты", идущей на оплату всех энергетических потребностей живых клеток. Так как  запасы АТФ в мышцах невелики и, чтобы  поддерживать их деятельность, необходим  непрерывный ресинтез АТФ. Его восполнение и образование энергии в принципе происходит двумя способами - в зависимости от того присутствует при этом кислород или нет.

Реакции, совершающиеся  в бескислородной среде получили название анаэробных. Освобождение энергии в этом случае происходит за счет мгновенного расщепления богатых энергией веществ на менее богатые. Последнее звено в этом расщеплении - когда гликоген превращается в молочную кислоту.

Гликоген - сложный вид сахара, родственный крахмалу. Сахар и другие виды углеводов, которые мы потребляем, накапливается в организме в виде гликогена. Следовательно, для простоты можно записать:

Этот механизм расщепления может  давать большой эффект и он может  использоваться при кратковременной  максимальной работе (спринтерский бег, бег вверх по лестнице), когда  необходимо внезапно проявить силу, а  кровоснабжение мышц при этом недостаточно. Недостаток же заключается в том, что в работающих мышцах накапливается  молочная кислота и им становится трудно справляться с воздействием кислой среды. Молочная кислота для  мышцы является веществом утомления, и поэтому мышца может работать только незначительное время.

Реакции, происходящие с участием кислорода, получили название аэробных. Образование энергии и восстановление запасов АТФ в этом случае происходит за счет окисления углеводов и жиров. При этом образуются углекислый газ и вода. Часть энергии расходуется на восстановление молочной кислоты в глюкозу и гликоген. При этом обеспечивается ресинтез АТФ.

Аэробный ресинтез АТФ отличается высокой экономичностью, а также универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты и др.). Однако он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что естественно связано с их напряжением. Кроме того развертывание аэробного образования АТФ продолжительно по времени и невелико по мощности.