Завдання№2

Обґрунтувати особливості процесів ресинтезу АТФ в енергетичному забезпеченні різних м’язових вправ та фактори, які визначають швидкість їх розвитку, максимальну потужність, метаболічну ємність та ефективність.

Ресинтез АТФ у процесі скорочення м’язів може здійснюватись як під час реакцій, що відбуваються без кисню (анаеробні механізми), так і за рахунок реакцій, зв’язаних з його споживанням (аеробний механізм).

У звичайних умовах ресинтез АТФ у тканинах відбувається переважно аеробно, а при м’язовій діяльності, коли транспортування кисню до працюючих м’язів ускладнено, в тканинах посилюються і анаеробні механізми ресинтезу АТФ. В скелетних м’язах людини виявлено три види анаеробних і один аеробний шлях ресинтезу АТФ.

До анаеробних шляхів ресинтезу АТФ відносяться:

• креатинфосфокіназний (анаеробний алактатний) механізм, що забезпечує ресинтез АТФ у процесі перефосфорилювання між креатинфосфатом і АДФ;

• гліколітичний (анаеробний лактатний) механізм, який забезпечує ресинтез АТФ в процесі ферментативного анаеробного розщеплення глікогену м’язів у глюкозу крові, який закінчується утворенням молочної кислоти, тому і називається – лактатним;

• міокіназний (аденілаткіназний) механізм – ресинтез АТФ за рахунок перефосфорилювання між двома молекулами АДФ з участю ферменту міокінази (аденілаткінази).

Аеробний механізм ресинтезу АТФ містить в основному реакції окислювального фосфорилювання, які відбуваються у мітохондріях. Енергетичними субстратами аеробного окислення виступає глюкоза, жирні кислоти, частково амінокислоти, а також перехідні метаболіти гліколізу – молочна кислота, окислення жирних кислот – кетонові тіла.

Аеробний механізм ресинтезу АТФ

Аеробний механізм ресинтезу АТФ в звичайних умовах забезпечує біля 90 % загальної кількості АТФ, що утворюється в організмі. Ферментні системи аеробного обміну розташовані в основному в мітохондріях м’язів. Механізм аеробного окислення субстратів - носить назву “окисне фосфорилювання”.

Як субстрат аеробного окислення використовуються глікоген, глюкоза, вищі жирні кислоти, окремі амінокислоти, кетонові тіла, молочна кислота і інші недоокислені продукти метаболізму. Всі ці речовини поступово перетворюються в єдину речовину ацетил-КоА, який далі окислюється в циклі Кребса (лимонної кислоти) до кінцевих продуктів CO₂ і Н₂О з участю численних окислювальних ферментів і кисню, що доставляється до тканин гемоглобіном еритроцитів крові, а в скелетних м’язах з участю кисню, що нагромаджується білком міоглобіном. Енергія окислення нагромаджується у відновленій формі переносників водню НАДН₂ і ФАДН₂, які передають високо енергетичні електрони по дихальному ланцюгу на кисень, а протони водню створюють на мембрані мітохондрій протонний градієнт (Н⁺), який є рушійною силою для генерування АТФ в процесі окислювального фосфорилювання. Коли різниця протонного градієнта досягає певної величини (200 мВ), протони рухаються через мембрану мітохондрій і взаємодіють з киснем з утворенням H₂O. Енергія руху Н⁺ акумулюється в молекули АТФ при їх синтезі з АДФ і Н₃РО₄ високоспецифічним ферментом АТФ-синтетазою

У звичайих умовах в організмі ресинтез АТФ відбувається за рахунок аеробних (дихальних) процесів. При напруженій м'язовій роботі, коли має місце уповільнене постачання киснем м'язів, а потреба в ньому дуже висока, за рахунок лише дихальних процесів людина не може здійснювати роботу. Тому одночасно з аеробними повинні проходити також анаеробні процеси ресинтезу АТФ. Анаеробні процеси важливі ще й тому, що продукти анаеробго розпаду можуть стимулювати розвиток дихання.

Відомо три види анаеробних реакцій ресинтезу АТФ у м'язах:

1. Креатинфосфоккіназний (алактатний анаеробний процес),

2. Міокіназний,

3. Гліколіз - ферментативне розщеплення вуглеводів, що закінчується утворенням молочної кислоти (анаеробний,лактатний).