Кинетика процессов аэробного и анаэробного энергетического обмена у человека при напряженной мышечной деятельности

• Автор: Савелев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ДИНАМИКА БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБЗОР.

1.1 Источники энергии при мышечной деятельности.

1.2 Анаэробные процессы при мышечной деятельности.

1.3 Аэробные процессы при мышечной деятельности.

1.4 Динамика процессов аэробного и анаэробного обмена и их взаимоотношения

при напряженной мышечной работе.

1.5 Биоэнергетические свойства и состав волокон различного типа в скелетных

мышцах человека.

1.6 Порог анаэробного обмена, как критерий перехода от аэробного к анаэробному

метаболизму при возрастающей интенсивности упражнения.
2. МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Организация и общий план проведения экспериментальных исследований
2.2 Испытуемые
2.3 Методы экспериментальных исследований.
2.3.1 Эргометрические измерения.
2.3.2 Респиромстрические и газометрические измерения
2.3.3 Измерение частоты сердечных сокращений
2.3.4 Определение содержания молочной кислоты в крови.
2.3.5 Измерения показателей кислотнощелочного равновесия крови.
2.4 Вычислительные методы.
2.4.1 Расчет величины неметаболического излишка СО2.
2.4.2 Расчет кинетических характеристик рабочего и восстановительного
потребления кислорода
2.4.3 Расчет показателей Огзапроса и энергетической стоимости упражнения.
2.4.4 Расчет кривой накопленияустранения молочной кислоты
2.4.5 Математикостатистические методы
2.5 Экспериментальные процедуры.
2.5.1 Определение максимума аэробной и анаэробной работоспособности в тесте
ступенчатого повышения нагрузки
2.5.2 Определение максимальной аэробной емкости в тесте на удержание
критической мощности
2.5.3 Определение показателей максимума гликолитической анаэробной
работоспособности
2.5.4 Определение показателей максимальной алакгатной анаэробной мощности в
тесте повторных максимальных усилий.
3. КИНЕТИКА ФУНКЦИЙ АЭРОБНОГО И АНАЭРОБНОГО ОБМЕНА ПРИ НАПРЯЖЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
3.1 Предпосылки.
3.2 Результаты исследования.
3.2.1 Показатели внутренней механической работы при выполнении
упражнений на велоэргометре с разной частотой педалирования
3.2.2 Кинетика показателей аэробного и анаэробного обмена при выполнении
упражнений разной мощности и предельной продолжительности
3.2.3 Кинетика показателей аэробного и анаэробного обмена в период
восстановления после выполнения упражнений разной мощности и предельной продолжительности
3.2.4 Фазовые взаимоотношения показателей аэробного и анаэробного обмена
при напряженной мышечной деятельности.
3.3 Заключение.
4. КИСЛОРОДНЫЙ ЗАПРОС И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТОИМОСТЬ НАГ 1РЯЖЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1 Предпосылки
4.2 Результаты исследования
4.2.1 Эргометрические зависимости мощность предельное время и работа предельное время для напряженной мышечной деятельности
4.2.2 Показатели кислородного запроса в упражнениях разной мощности и предельной продолжительности.
4.2.3 Показатели энергетической стоимости в упражнениях разной относительной мощности и предельной продолжительности
4.2.4 Градации метаболических состояний при напряженной мышечной деятельности.
4.3 Заключение.
5. ОБСУЖДЕГШЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
5.1 Кинетические особенности биоэнергетических процессов в период работы и
восстановления.
5.2 Кислородный долг и кинетика молочной кислоты при напряженной мышечной деятельности.
5.3 Биоэнергетический континиум напряженной мышечной деятельности
Выводы .
Библиография


В качестве основного биохимическою субстрата используются запасы креатинфосфата, локализуемые вблизи от мест образования АДФ на миофибриллах 1,3. Согласно имеющимся в литературе данным, наивысшей скорости КФКреакция достигает на 2ой секунде после начала работы 4, 7, 7, 6, 6, 6. КрФ. Этих резервов хватает еще на несколько секунд до сек от начала работы 7. После исчерпания запасов КрФ примерно на , скорость креатинфосфатной реакции постепенно уменьшается, а в процесс регенерации АТФ все в большей степени включаются анаэробный г ликолиз и процесс аэробного фосфорилирования 1, 1. К третьей минуте выполнения физического усилия КФКреакция составляет лишь около 1. Наибольшая мощность креатинфосфокиназной реакции составляет 3. Джкг х мин1. Общие запасы фосфагенов в скелетных мышцах человека обеспечивают образование энергии в количестве около 0 кДжкг с. Другим вариантом восстановления АТФ в мышце является миокииазная реакция, в ходе которой происходит слияние двух молекул АДФ с образованием АТФ и АМФ 9, 8. Поскольку, эту реакцию катализирует фермент аденилаткиназа, ее часто называют также аденилаткиназной реакцией. Аденилаткиназная реакция происходит в мышцах при значительном увеличении в саркоплазме концентрации АДФ. Такая ситуация возникает, когда скорость процессов ресинтеза АТФ не уравновешивает скорости расщепления АТФ 4,7,9, 9. Исходя из этого, аденилагкиназную реакцию можно рассматривать как аварийный механизм, который обеспечивает постоянство скорости ресинтеза А ГФ. Результатом аденилаткиназной реакции является некоторое повышение содержания АМФ в саркоплазме, что ведет к активации ферментов гликолиза, способствуя повышению общей скорости анаэробного ресинтеза АТФ. Аденилаткиназная реакция легко обратима, и она может использоваться для буферирования резких перепадов в скорости образования и использования АТФ . Ресинтез АТФ в ходе аденилаткиназной реакции имеет место при длительной мышечной деятельности 9, 1, при выраженном утомлении 0. АДФ в мышечной клетке очень ограничены. Субсистема анаэробного гликолиза. Как только скорость креатинфосфокиназной реакции становится неадекватной скорости регенерации АТФ и в мышцах увеличивается концентрация АДФ, основную роль в процессе рссинтеза АТФ начинает играть анаэробный гликолиз , 9,9,2, 1, 6. Суть гликолиза состоит в ферментативном расщеплении внутримышечных запасов гликогена и глюкозы. Прежде, чем глюкоза или гликоген используются для образования энергии, они должны преобразоваться в глюкозо6фосфат , 4, 9, 1. Для превращения одной молекулы глюкозы в глюкозо6фосфат необходимо затратить одну молекулу АТФ. Глюкозо6фосфат подвергается дальнейшим превращениям, в результате которых образованные в ходе гликолиза промежуточные макроэргические соединения дифосфоглицериновая и фосфопировиноградная кислоты передают свои макроэргические фосфатные группы на АДФ, что приводит к ресинтезу АТФ. Судьбу образующейся при этом пировиноградной кислоты определяет наличие кислорода в клетке 6, 5,4. В анаэробных условиях она превращается в молочную кислоту. С6Н 2АДФ 2Н3РО,. В результате гликолиза образуется 3 моля АТФ на каждый моль расщепленного гликогена. Если вместо гликогена используется глюкоза, тогда образуется только 2 моля АТФ. Анаэробный распад гликогена или глюкозы контролируется несколькими ферментами. Эти ферменты часто называют рассеянными ферментами, т. Регулирующими ферментами гликолиза являются фосфорилаза и фосфофруктокииаза 0,1,9,1, 6. При мышечном сокращении оба фермента активируются одновременно и пропорциональным образом 0. На этом основании ОапГогФ, . Н. 9 сделал вывод, что скорость распада гликогена лимитируется фосфорилазной реакцией. Активность мышечной фосфорилазы увеличивается в присутствии АМФ, ионов Са, 3 и ацетилхолина 9, 1, 1. Их количество возрастает с началом мышечной работы. Снижение скорости фосфоролиза наблюдается при уменьшении концентрации гликогена и фосфорной кислоты, и при повышении концентрации глюкозо6фосфага 6, 1, 1. Система гликолиза весьма чувствительна к состоянию фосфорилирования в клетке.