30.Биохимический механизм сокращения расслабления мышц.

Нервный импульс вызывает освобождение ионов Са из пузырьков саркоплазматического ретикулума. Свободные ионы кальция, поступая к миофибриллам, связываются с

тропонином (Тн) и способствуют открытию блокированных актиновых цен-

тров взаимодействия с миозином, т. е. активируют актин (А). Процесс присоединения актина к головкам миозина сопровождается отделением продуктов АТФ-азной реакции и высвобождением химической энергии, которая преобразуется в механическую энергию напряжения актомиозиновых спаек движения (скольжения) тонких нитей к центру сарко-

мера. При скольжении тонких нитей вдоль толстых степень напряжения снижается и головки миозиновых молекул легко соединяются со свободными молекулами АТФ, что приводит к разрыву актомиозиновых спаек. Если возбуждение мышцы не прекращается, то цикл описанных выше реакций повторяется, но уже с соседним активным центром тонкой нити. При прекращении нервной стимуляции мышцы восстанавливается исходное поляризованное состояние сарколеммы. Свободные ионы Са из саркоплазмы

поглощаются саркоплазматическим ретикулумом обратно. Удаление ионов Са от сократительных белков приводит к началу расслабления. При расслаблении концентрация кальция в саркоплазме снижается. Под действием упругих сил белков стромы мышца возвращается в исходное состояние. Таким образом, в процессе сокращения и расслабления мышц АТФ выполняет следующую роль:

• в покоящейся мышце — препятствует соединению актиновых нитей с миозиновыми;

• в процессе сокращения мышцы — поставляет необходимую энергии для движения тонких нитей относительно толстых, что приводит к укорочению мышцы или развитию напряжения;

• в процессе расслабления — обеспечивает энергией активный транспорт Са в ретикулум.

В обычных условиях ресинтез АТФ в тканях происходит преимущественно аэробно, а при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в тканях усиливаются и анаэробные механизмы ресинтеза АТФ.

31.Анаэробные пути энергообеспечения мышечной работы.

Ресинтез АТФ может осуществляться в реакциях, протекающих без участия кислорода (анаэробные механизмы) или с участием вдыхаемого кислорода (аэробный механизм).

В обычных условиях ресинтез АТФ в тканях происходит преимущественно аэробно, а при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в тканях усиливаются и анаэробные механизмы ресинтеза АТФ.

К анаэробным механизмам относятся:

• креатинфосфокиназный (фосфогенный или алактатный) механизм обеспечивающий ресинтез АТФ за счет перефосфорилирования между креатинфосфатом и АДФ;

• гликолитический (лактатный) механизм, обеспечивающий ресинтез

АТФ в процессе ферментативного анаэробного расщепления гликогена мышц или глюкозы крови, заканчивающегося образованием молочной кислоты, поэтому и называется лактатным;

• миокиназный механизм, осуществляющий ресинтез АТФ за счет ре-

акции перефосфорилирования между двумя молекулами АДФ с участием

фермента миокиназы (аденилаткиназы). Каждый механизм имеет разные энергетические возможности, которые характеризуются по следующим критериям оценки механизмов энергообразования: максимальная мощность, скорость развертывания, метаболическая емкость и эффективность. Максимальная мощность — это наибольшая скорость образования АТФ в данном метаболическом процессе. Скорость развертывания оценивается временем достижения максимальной мощности. Метаболическая емкость отображает общее количество АТФ,которое может быть получено в данном механизме ресинтеза. Метаболическая эффективность — это та часть жиров и часть энергии, которая накапливается в макроэргических связях АТФ. Так, креатинфосфокиназный и гликолитический механизмы имеют большую максимальную мощность и эффективность образования АТФ, но короткое время удержания максимальной мощности и небольшую емкость из-за малых запасов энергетических субстратов. Аэробный механизм имеет почти в три раза меньшую максимальную мощность по сравнению с креатинфосфокиназным, но поддерживает ее в течение длительного времени, а также практически неисчерпаемую емкость благодаря большим запасам энергетических субстратов в виде углеводов,

жиров и частично белков. Так, за счет запасов жиров организм может непрерывно работать в течение 7—10 дней, в то время как запасы энергетических субстратов анаэробных механизмов энергообразования менее значительные.Анаэробные механизмы являются основными в энергообеспечениикратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробные — при длительной работе умеренной интенсивности.