2. Energia de lipire fosfat
3. Metabolismul energetic anaerob
4. Mitochondrie și metabolismul aerobic
4.1. Fosforilarea oxidantă în mitocondrii
4.2. Ciclul acizilor tricarboxilici
5. Schimbul de glucoză și glicogen în fibrele musculare
6. Acizi grași și trigliceride ca surse de energie
6.1. Oxidarea acizilor grași
7. Tipul fibrelor musculare scheletice și aerobic
și posibilități glicolitice
8. Oboseala musculară și respirația mitocondrială
8.1. Surse de radicali liberi în mușchii scheletici
9. Praguri aerobe și anaerobe
10. Particularitățile metabolismului mușchiului inimii de lucru
11. Metabolismul musculaturii netede. Glosar
Bibliografie Informații biografice
Mușchii constau dintr-un țesut care se poate micsora. Există trei tipuri principale de mușchi - scheletice, cardiace și netede. În celulele musculare din toate cele trei tipuri, cea mai mare parte a energiei produse este utilizată pentru contracția musculară, care este realizată prin alunecarea moleculelor de actină de-a lungul moleculelor de miozină. În plus, energia este utilizată pentru a transfera Ca2 + din sarcoplasm în rețeaua sarcoplasmică după terminarea contracției musculare. Energia este, de asemenea, necesară pentru transportul ionilor de sodiu și de potasiu prin membrana miocitului (celula musculară) pentru a menține gradientul de concentrație.
Principalul combustibil din mușchi este compusul fosfat m-crofheric ad-nosin trifosfat (ATP). Cu toate acestea, stocul de ATP din mușchi ar fi suficient doar pentru 1 s. Cryfosfonatul (CF), care conține de asemenea o legătură macroergică, este o sursă rapidă de energie pentru regenerarea ATP. Rezervele KF sunt, de asemenea, limitate, iar energia disponibilă ar fi suficientă pentru doar 5
8 cu contracții musculare. Principala sursă de energie pentru mușchi - este de glucoza, și acizi grași, al căror consum depinde de greutatea și starea fizică a corpului, precum și disponibilitatea oxigenului. Formarea ATP la glicoliza citosolice, mitocondriale beta-oxidarea acizilor grași și ciclul acidului tricarboxilic este strict reglementat și se corelează cu mușchi are nevoie de o cantitate mai mare de ATP. Atunci când nevoile de energie depășesc capacitatea mușchilor scheletici de a preemula ATP
prin intermediul unui ciclu de acizi tricarboxilici în condiții oxidative, se stimulează glicoliza și se produce acid lactic, ceea ce duce la formarea de ATP în condiții anaerobe fără oxigen.
Mucusul cardiac poate funcționa în detrimentul diferitelor surse de energie și depinde foarte puțin de schimbul de glucoză. Muschiul neted funcționează mai eficient și necesită mai puțin ATP decât mușchii cardiace și scheletici.
1. INTRODUCERE ȘI DISPOZIȚII GENERALE
Țesutul muscular - acest țesut al corpului, care se caracterizează prin capacitatea de a contracta, de obicei apărut ca răspuns la semnalul sistemului nervos. Printre cele trei tipuri de mușchi, mușchii scheletici și cardiace consumă cea mai mare cantitate de energie. Inima este o pompă musculară prin care sângele circulă prin pat. În ciuda faptului că mușchiul cardiac este mic în comparație cu alte tipuri de tesut muscular, este foarte bine aprovizionat cu sânge și se caracterizează printr-un schimb de energie activă. Muschii netezi se găsesc în principal în căile respiratorii, urogenitale, gastro-intestinale și vasele de sânge. Multe funcții vitale sunt controlate prin reducerea și tonusul mușchiului neted în aceste țesuturi și organe, cum ar fi menținerea fluxului sanguin și a tensiunii arteriale, reglarea debitului de aer în sistemul respirator, promovarea conținutului gastric și excreția de urină. Muschii netezi folosesc o cantitate relativ redusă de energie, în ciuda eforturilor depline. Masa suportului musculo-scheletal, inclusiv a mușchilor scheletici, reprezintă aproximativ două treimi din greutatea corporală totală. În rest, mușchii scheletici reprezintă o sută din volumul minutelor, care este comparabilă cu proporția creierului. In perioada de activitate maximă la mușchiul aerobic consuma cea mai mare cantitate de oxigen și circulația sanguină în ea este de patru nyatyh de volum cardiac.
Metabolismul energetic în mușchii scheletici este unic. Pe lângă activitatea aerobă, acestea sunt adaptate activității anaerobe pe termen scurt, ceea ce face posibilă creșterea rezistenței cu o activitate fizică mai mică și oferă o oportunitate pentru activitatea extrem de activă pe termen scurt. Nivelul de aport de ATP din mușchiul scheletic poate varia foarte mult, mai mult de o sută de ori. Schimbarea cantității de ATP consumată duce la modificări compensatorii în funcțiile circulatorii, cardiace și respiratorii. În corpul uman în repaus, mușchiul scheletic primește aproximativ 5 ml de sânge pe 100 g de țesut. În timpul exercițiilor fizice grele, proporția volumului mic de mușchi cardiac poate crește într-un organism instruit la patru cincimi sau chiar mai mult din volumul total minut (figura 1). Eliberarea de oxigen crește, de asemenea, în favoarea căreia crește diferența arteriovenoasă de la 25% în repaus la 80% sau chiar mai mult la efort fizic maxim. Astfel, consumul de oxigen din mușchiul de lucru poate crește cu un factor de 100; aceasta este de fapt o ușoară creștere comparativ cu unele animale, în care creșterea poate fi de mii de ori.
Schimbul de mușchi se caracterizează prin următoarele afirmații despre volumul de energie biochimică:
• energia chimică se acumulează în mușchi sub formă de ATP și creatină fosfat;
• ATP oferă energie pentru toate tipurile de muncă musculară;
• Enzime ATPază care scindează ATP și eliberează energie pentru munca musculară și metabolism, sunt consumatorii în acest proces și determină starea energetică;
• această nevoie este satisfăcută de metabolismul aerobic continuu.
• Unitatea de lucru a tuturor mușchilor este myo-fibrilul, o mică structură filamentară constând din proteine. Fiecare celulă musculară (fibră) conține mai multe miofibrili, care constau din filamente musculare groase și subțiri strict ordonate.
Contracțiile din mușchii scheletici sunt în mod normal asociate cu denolarizarea membranei plasmatice, ceea ce determină eliberarea ionilor de calciu din depozitele intracelulare în reticulul sarcoplasmic. Ionii de calciu se leagă de proteina C-regulator de troponină asociată cu filamentele fine, ceea ce duce la o schimbare a comportamentului conformațional al proteinei. Această modificare a formei este transferată la alte componente ale filamentului (troponina T, troponina I, tropomiozina și actina), care permite subunităților actinei să interacționeze cu moleculele de miozină vecine. Contracția se oprește atunci când ionii de calciu sunt absorbiți de reticulul sarcoplasmic printr-o pompă mediată de ATP cunoscută sub numele de Ca2 + ATPază.
Fig. 1. Distribuția volumului minute, exprimată ca flux sanguin la diferite țesuturi, în repaus și la sarcina fizică maximă.
2. ENERGIE ALE CONTACTELOR FOSFAT
Mușchii scheletici primesc energie în principal din glucoză și acizi grași. Este, de asemenea, depozitat într-o cantitate semnificativă în fibrele musculare sub formă de glicogen și trigliceride. Energia chimică a legăturilor de carbohidrați, grăsimi și proteine este eliberată ca o sursă ATP de energie rapidă. Adenozinfosfa-va participa la cicluri ca acceptor și donor de energie: magazine ATP sunt completate în timpul oxidării și energia utilizată în mușchiul scheletic. ATP constă dintr-o moleculă de adenozină legată de trei grupări fosfat. Legăturile moleculei cu grupările fosfat sunt numite ma-cheregic, deoarece în timpul hidrolizei lor (interacțiunea cu apa) se eliberează 7,3 kcal de energie. Această reacție este catalizată de o enzimă numită fosfatază adenozintri (ATPase), iar produsul de reacție este molecula Adenozina care conține două grupări fosfat - adenozindi-fosfat (ADP). Energia suplimentară poate fi obținută prin hidroliza celei de a doua grupări fosfat; produsul final este adenozin-nonofosfatul (AMP).
ATP + I2O ATPază- »ADP + + P + 7,3 kcal / mol
Rezervele ATP sunt suficiente pentru a oferi mușchilor energia pentru câteva secunde. În mușchii scheletici umane, 80 g de ATP sunt stocate. Cu toate acestea, cheltuielile de ATP în cele mai rezistente sportivi poate ajunge la 75
80% din greutatea corporală datorată reumplerii constante a conținutului de ATP în mușchi. Deoarece consumul de ATP este sintetizat prin trei mecanisme: cele mai rapide fosfati energetice (kreatinfos-FOP), durata medie (glicoliza anaerobă) și lung (fosforilării oxidative a acizilor grași și ale glucozei la apă și C02). Oxidarea grăsimilor și a carbohidraților
aceasta este sursa principală de sinteză repetată a ATP; este un proces lent și continuu. Reaprovizionarea rapidă a depozitelor ATP este menținută fără oxigen din cauza fosfatului CF-mikroergicheskogo. Energia este eliberată în timpul decăderii CF și merge la sinteza imediată a ATP. ATP și CP (sistem fosfagennaya) reprezintă o sursă importantă și esențială de energie pentru contracții musculare, mai ales in timpul exercitiilor, care necesită cantități mari de energie într-un timp scurt, cum ar fi un start rapid al sprinteri si jumperi. Pentru metabolizarea aerobă prelungită, este necesar să se mențină un echilibru constant între sinteza și descompunerea ATP. Prin urmare, concentrațiile de ATP și CF sunt destul de constante (aproximativ 5 mmol / L și 30 mmol / L, respectiv). In timpul fazei de recuperare după reducerea CF musculare este sintetizat din nou din produsele de creatina sale de descompunere și fosfat anorganic din cauza ATP. Energia necesară pentru reumplerea fosfogenului se formează prin metabolizarea aerobă.
3. SCHIMBUL ENERGIEI ANAEROBICE
Glicoliza este procesul de dezintegrare a glucozei în citozol. Glicoliză este unic prin faptul că poate avea loc atât la participarea oxigenului, dacă este disponibil (piruvat -> acetil-CoA) și fără (piruvat -> lactat). Gradul de importanță al glicolizei ca sursă de energie diferă în diferite țesuturi (de exemplu, inima slabă și mari din creier si celulele roșii din sânge). În mușchii scheletici, glicoliza are loc intens atunci când metabolismul aerobic este insuficient. În mușchii scheletici în repaus aproape jumătate din acetil-CoA pentru a fi utilizat în ciclul acidului tricarboxilic, se obține prin glicoliză. In acest proces de glucoza sase carbon este împărțit la trei carbon sărbătoare lână și apoi la acetil-CoA, rezultând produsul pur H 2 ON 2 și ATP. NAD H formată în timpul glicolizei, transportată prin transfer de malat în mitocondrii lanț respirator este oxidat pentru a se obține pur 2 ATP per 1 moleculă de NAD H. Astfel, oxidarea completă a 1 mol de glucoză în condiții aerobe, randamentul glicolizei și ATP 8 într-un ciclu de acizi tricarboxilici 30 ATP.
Creșterea producției de acid lactic poate suprima functia sistemului neuromuscular, fibrele musculare în sine, celule de țesut conjunctiv și vasele de sânge, dar, în plus, un stimul pentru schimbari adaptive in metabolismul, care este o componentă importantă în formarea, precum sport.
Utilizarea intensivă a oxigenului conduce, de asemenea, la formarea de diferite forme de oxigen, inclusiv particule de oxigen foarte reactive (CRC) (figura 2). HRCHK promovează dezvoltarea oboselii musculare și a afectării țesuturilor. În țesutul muscular, există un număr de sisteme de protecție antiinflamatoare a fazelor apoase și grase care protejează țesutul de efectele nocive ale CRWC atunci când acestea sunt excesive. Mușchii scheletici sunt capabili să sintetizeze glutationul (GSH), care joacă un rol-cheie în menținerea protecției antioxidante. Este ea însăși o substanță oxidabilă și ajută la susținerea vitaminei C (în faza solubilă) și E (în faza de grăsime) în forma lor redusă. Enzime ale sistemului de glutation, de exemplu, glutathion peroxidase și glutation-S-transferază, suplimentează catalaza în metabolismul peroxidului.
4. MITOCONDRIA ȘI SCHIMBUL AEROBIC
Oxigenul este transportat de-a lungul tractului respirator până la locul de oxidare din țesuturile active. Cu încărcături intensive, celulele active ale mușchilor scheletici stabilesc necesitatea de oxigen, deoarece mai mult de 90% din energie este consumată pe mușchi. Oxigenul se leagă de hemoglobină în eritrocite, în timp ce substraturile se mută în plasmă. Livrarea oxigenului trebuie să fie continuă, deoarece în corpul majorității mamiferelor există doar o cantitate minimă de oxigen și substraturile sunt stocate atât în celulele musculare, cât și în țesuturi în cantități mari.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: