Энергия мышечного сокращения

Для выполнения любой работы нужна энергия. И в первую очередь это актуально для мышц, потому что любую физическую работу мы совершаем именно с помощью мышц. Идете ли вы, жмете ли вы штангу лежа, или просто сидите, как сейчас, ВСЕГДА РАБОТАЮТ МЫШЦЫ А для того, чтоб они работали, им нужно энергетическое "топливо". Чем больше и быстрее может получить энергии мышечное волокно, тем оно сильнее – быстрее. Чем дольше и равномернее мышечное волокно может получать энергии, тем оно более выносливое. Как видите, все вопросы энергообеспечения мышц имеют сугубо ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Именно поэтому я так старательно пытаюсь их до вас донести.

Для сокращения мышцы, нужно чтоб МИОЗИНОВЫЕ МОСТИКИ (наши "гребцы") получили ЭНЕРГИЮ виде "универсальной валюты" - молекулы АТФ. Тогда они могут "подгребсти" под себя нити АКТИНА и мышца сократиться.

Активные вещества (ферменты) в мышцах запускают химическую реакцию присоединения воды к молекуле АТФ В результате этой гидролизации "отламывается" одна фосфатная группа от "ТРОЙКИ" (Аденозин-ТРИ-Фосфат) в виде ортофосфорной кислоты (НЗР04) н по итогу остается только "ДВОЙКА" (Аденозин-ДИ-Фосфат) + ЭНЕРГИЯ.

О. АТФ + Н20 = АДФ + НЗР04 + Энергия

Обратите внимание на то, что высвобождение энергии (из АТФ) для мышечного сокращения ВСЕГДА сопровождается образованием КИСЛОТЫ (ортофосфорнон: НЗР04). И чем дольше высвобождается энергия, чем больше мышечных сокращений, тем больше закисляется мышечная клетка (волокно). Именно работа кислоты в мышцах объясняет ощущения жжения в последних повторениях подхода.

Мало кто из обычных людей хранит все свои сбережения в одном кошельке потому что это не разумно. Чаще люди предпочитают класть сбережения в банк, вкладывать их в ценные бумаги, покупать недвижимость, на крайний случай хранить сбережения под подушкой дома. С источниками энергии все то же самое. Универсальной энергетической валютой является молекула АТФ. Но не разумно хранить все сбережения в карманах, поэтому тело синтезирует АТФ из других источников, тогда, когда это нужно. Ну а "разменное" количество молекул АТФ в мышцах маленькое. Это как карманные деньги. Хватит, чтоб купить что то в течение дня быстро, но не хватит для того, чтоб совершить большую покупку.

Насколько же хватят мышечных запасов АТФ? На очень мало. В среднем на выполнение одного повторения в течения 0.5-1 секунды. Запас молекул АТФ в мышцах настолько ограничен, что его хватает только на одно повторение (0.5-1 сек.). Как же выполнять дальнейшую работу? Для того, чтоб мышцы могли сокращаться дальше, нужно ПОСТОЯННОЕ ВОСПРОИЗВОДСТВО АТФ!

Для подобного воспроизводства АТФ мышца имеет ТРИ ИСТОЧНИКА:

1 Расщепление Креатинфосфата

2 Гликолиз

3 Окисление

РАСЩЕПЛЕНИЕ КрФ (КреатинФосфата)

Сейчас вам станет понятна эффективность такой добавки как Креатин Фосфат (КрФ) Дело в том, что КреатмФосфат делится своей фосфатной группой с (ДВОЙКОЙ) АДФ и тем самым снова превращая ее в нужную нам тройку АТФ.

АДФ + креатинфосфат = АТФ + креатин (это называется: реакция Ломана)

Это самый быстрый способ воспроизводства АТФ в мышцах. Но поэтому и самый короткоживущий. КрФ обеспечивает МГНОВЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ АТФ. Поэтому этот источник восстановления энергии важен для очень МОЩНЫХ, КРАТКОВРЕМЕННЫХ сокращений. Именно эту систему энергообеспечения тренируют в пауэрлифтинге и тяжелой атлетике.

Однако запасов КрФ хватает буквально на пару повторений. Уже чрез 5 секунд запасы КрФ в мышцах сокращаются на треть в сила существенно падает. Через 30 секунд от начала работы запасы КрФ сокращаются на 50%. Очевидно, что для восстановления запасов АТФ при подходе длительностью больше 5 секунд нужно подключать другие, более эффективные, способы восстановления энергии.

ГЛИКОЛИЗ

Этот источник восстанавливает запасы энергии за счет расщепления ГЛИКОГЕНА, а ГЛЮКОЗЫ (углеводов из пищи) am 2 молекулы АТФ я 2 молекулы молочной кислоты:

С6Н1206 (глюком) г 2НЗР04 + 2АДФ = 2СЗН603 (молоч. кис-та) + 2АТФ + 2Н20.

Эта химическая реакция чаше всего протекает без участия кислорода (АНАЭРОБНАЯ) и способна БЫСТРО ВОССТАНАВЛИВАТЬ запасы АТФ в мышцах в течение от 30 сек. до пары минут. Причем, этот срок зависит не от запасов гликогена, а от ВОЛИ ЧЕЛОВЕКА.

Как вы видите из формулы, гликолиз сопровождается образованием кислоты. Чем дольше длиться подход упражнения, тем больше кислоты вырабатывается и тем больше она жжет мышцы. В конце концов спортсмен вынужден остановить подход....из-за боли в мышцах, либо снизить нагрузку для того чтоб переключиться на другой способ энергообеспечения.

ОКИСЛЕНИЕ

Этот способ ВОССТАНОВЛЕНИЯ АТФ является самым экономически выгодным, но самым долгим. Для ОКИСЛЕНИЯ используются КИСЛОРОД (АЭРОБНЫЙ процесс) + СЫРЬЕ (гликоген, глюкоза, аминокислоты, жиры) доставляемое в мышечную клетку через капиллярную сеть.

Окисление идет в два этапа:

1. сначала идет ГЛИКОЛИЗ (см. выше) с образованием 2 МОЛЕКУЛ ПИРУВАТА

2. Пируваты проникают в митохондрии, где ОКИСЛЯЮТСЯ В ''цикле Кребса" до С02 (газ) Н20 (вода) и еще 36 молекул АТФ!!! (это в 19!!! раз больше чем при гликолизе).

С6Н1206 + 602 (кислород) + 38 АДФ + 38 НЗР04 = 6 С02 + 44 Н20 + 38 АТФ

Но так как процесс это происходит в несколько этапов и требует окисления кислородом, то по времени он затягивается. Кроме того, максимальная мощность аэробного окисления зависит от скорости поставки кислорода и от скорости его усвоения в мышечной клетки. Эту способность и тренируют все марафонцы для того, чтоб победить в длительных забегах. Ведь любая нагрузка, длительность которой превышает 5-6 минут может использовать в качестве энергообеспечения только этот (ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ) способ.

Кислород усваивается митохондриями (энергетическими станциями клетки). Чем больше митохондрий в мышечной клетке (волокне), тем больше аэробная мощность у такого волокна. Логично, что наибольшее количество митохондрий наблюдается в Медленных Мышечных Волокнах потому что им не нужно получать энергию БЫСТРО. ММВ нужно получать энергию ДОЛГО! Попробую в завершении изобразить энергообеспечение мышц по шагам:

АТФ + ЮО = АДФ + НЗР04 + высвобождение ЭНЕРГИИ (0.5-1 сек) Расщепление Креатинфосфата (АТФ из АДФ + КфТ, без кислорода) (5 сек.) Гликолиз (2 АТФ из Гликогена и Глюкозы, без кислорода и быстро) (30-120 сек) Окисление (38 АТФ из БЖУ, с помощью кислорода и долго)