Гликолитический путь энергообеспечения и его биоэнергетические характеристики. Энергетические субстраты, конечные продукты.

В процессе интенсивной мышечной деятельности на­ряду с креатинфосфокиназной реакцией значительную роль в обеспечении скорости анаэробного ресинтезаАТФ вмышцах играет также и анаэробный гликолиз (гликогенолиз). Гликолиз - это сложный ферментативный процесс последовательных превращений глюкозы, протекающий в тканях человека и животных без потребления кислорода. Конечным продуктом гликолиза (гликогенолиза) является молочная кислота. В процессе гликолиза образуется АТФ.

Энергетическими «фондами» гликолиза (гликогенолиза) являются внутримышечные запасы гликогена, а также глюкоза, поступающая в кровь при распаде гликогена пе­чени. Расщепление глюкозы и гликогена осуществляется под влиянием пусковых ферментов — гексокиназы, расщепля­ющей глюкозу, и фосфорилазы, которая осуществляет «за­пуск» начальных стадий гликогенолиза.

Ресинтез АТФ в процессе гликолиза. Анаэроб­ный распад гликогена (глнкогенолиз).

Процесс гликолиза, протекающий в гиалоплазме (цитозоле) клетки, можно условно разделить на три этапа.

Первый этап — подготовительный, на котором проис­ходит активация глюкозы и образование из неё субстратов биологического окисления. Подготовительный этап глико­лиза начинается с фосфорилирования глюкозы, т.е. пере­носа остатка фосфорной кислоты от молекулы АТФ на глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата. Реакция ката­лизируется ферментом гексокиназой. Далее глюкозо-6-фосфат изомеризуется во фруктозо-6-фосфат, который повтор­но активируется АТФ под действием фермента фосфофрук-токиназы с образованием фруктозо-1,6-бифосфата. Данная реакция является наиболее медленно текущей реакцией гликолиза, которая фактически и определяет скорость гликолиза в целом. Под влиянием альдолазы фруктоэо-1,6-бифосфат расщепляется на две фосфотриозы — глицеральдегид-3-фосфат и диоксиацетонфосфат. Поскольку последний способен превращаться в глицеральдегид-3-фосфат, можно считать, что подготовительный этап гликолиза завершается образовани­ем двух молекул глицеральдегид-3-фосфата — субстратов биологического окисления.

Второй этап. На втором этапе гликолиза глицеральде­гид-3-фосфат подвергается биологическому окислению с помощью специфической дегидрогеназы и кофермента НАД, в результате чего образуется высокоэнергетическое (макроэргическое) соединение 1,3 — бифосфоглицериновая кис­лота (1,ЗБФГК), которая передает свою высокоэнергетичес­кую фосфатную группу (~ Ф) на АДФ и образуется АТФ (субстратное фосфорилирование). Второй компонент реакции — 3-фосфоглицериновая кислота за счет внутримолекулярно­го переноса фосфатной группы, превращается в 2-фосфоглицериновую кислоту. Последняя в результате отщепления двух молекул воды переходит в фосфоенолпировиноградную кислоту (ФЕПВК) — соединение, содержащее высокоэнер­гетическую фосфатную связь (~ Ф). Далее происходит разрыв макроэргической связи и перенос высокоэнергетического фосфатного остатка от ФЕПВК на АДФ с образованием АТФ (субстратное фосфорилирование).

фосфоглицераткиназа

2 1,ЗБФГК + 2 АДФ

2 АТФ + 2 ЗФГК

2 ФЕПВК + 2 АДФ 2 АТФ + 2 ПВК

пируваткиназа

Заканчивается второй этап образованием двухмолекулпировиноградной кислоты (ПВК).

На заключительном,третьем этапе гликолиза происхо­дит восстановление пировиноградной кислоты и образова­ние молочной кислоты. Реакция протекает при участии фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и кофермента НАД*Н2: ЛДГ

СН3 – СО – СООН + НАД*Н2 СН3 – СН(ОН) – СООН +

НАД+

Пировиноградная молочная кислота

кислота

Реакция восстановления пирувата завершает внутренний окислительно-восстановиттельный цикл гликолиза, в котором НАД+ играет роль лишь промежуточного переносчика водорода от глицеральдегид-3-фосфата на ПВК, при этом сам он регенерируется и вновь может участвовать в циклическом процессе, получившем название гликолитической оксидоредукции.

Биологическая роль гликолиза заключается в образовании высокоэнергетических фосфорных соединений, которые в процессе перефосфорилирования с АДФ образует АТФ.

Основными реакциями, лимитирующими скорость и регулирующими гликолиз, являются фосфофруктокиназная и гексокиназная реакции. Кроме того, контроль за гликолизом осуществляется также лактатдегидрогеназойи её изоферментами.

Энергетический эффект гликолиза равняется двум молекулам АТФ при окислении молекулы глюкозы, поскольку на первом этапе гликолиза затрачивается 2 молекулы АТФ (гексокиназная и фосфофруктокиназная реакции), а на втором этапе 4 молекулы АТФ образуются за счёт 1,3 БФГК и ФЭПВК (4АТФ – 2АТФ = 2АТФ). Кроме того, при гликолизе освобождается четыре атома водорода, которые в анаэробных условиях передаются на пировиноградную кислоту, а в аэробных условиях переходят в дыхательную цепь.

Методы стандартного и переменного упражнения (разновидности, их назначение, содержание, методические особенности).

Методы стандартного упражнения – в них заранее заданные параметры нагрузки и отдыха в процессе выполнения упражнения не меняются. Применение метода стандартного упражнения: на начальном этапе тренировки; для развития практически всех двигательных качеств; для закрепления достигнутого навыка и закрепления определённого уровня нагрузок. Метод стандартного упражнения слабо стимулирует прирост спортивного результата.

Методы стандартного упражнения можно применять в интервальном и непрерывном режимах нагрузки.

Стандартно-интервальный метод – здесь заранее задаются параметры нагрузки с интервалами отдыха. Пример: (30метров/5 раз, отдых-40 сек., темп - максимальный).

Стандартно-непрерывный метод – предполагает заранее заданную равномерную работу без интервалов отдыха. Пример: (бег – 4000 метров, со скоростью – 4 м/сек., без отдыха).

Методы (вариативного) переменного упражнения – параметры нагрузки и отдыха в процессе выполнения упражнения меняются. Может измениться только что-то одно, а могут и все параметры нагрузки. Применение переменного (вариативного) метода: для совершенствования техники упражнений; для развития физических качеств. Этот метод мало подходит для обучения, но создаёт стимул для прироста качества (результата).

Методы переменного упражнения применяются в интервальном и непрерывном режимах нагрузки.

Метод вариативного (переменного) интервального упражнения. Для этого метода характерно наличие различных интервалов отдыха между упражнениями (повторами). Типичными примерами метода могут служить:

4. прогрессирующее упражнение – т.е. по ходу серии упражнений нагрузка увеличивается (например, последовательный однократный жим штанги весом 50-60-70-80 кг и т.д. с ординарными интервалами отдыха между подходами);

5. варьирующее упражнение с переменными интервалами отдыха (например, жим штанги весом 50-60-70-60-70-80-50 кг, а интервалы отдыха от 3 до 5 минут);

6. нисходящее упражнение – т.е. по ходу серии упражнений объём или интенсивность нагрузки снижается (например, пробегание следующих отрезков: 800-400-200-100 м с жёсткими интервалами отдыха между ними).

Непрерывный переменный метод – характеризуется мышечной деятельностью, осуществляемой в режиме переменной интенсивности. Существуют разновидности этого метода:

3. переменное упражнение в циклических передвижениях (фартлек 10000м, где (3000м – скорость 5 м/сек) + (5000м - скорость 4 м/сек) + (2000м – скорость 5 м/сек)).

4. переменное поточное упражнение (серийное выполнение комплекса упражнений различной интенсивности).

Круговой метод – это организационно-методическая форма работы, предусматривающая поточное, последовательное выполнение специально подобранного комплекса физических упражнений для развития физических качеств. Для каждого упражнения в комплексе определяется место – «станция». Обычно в круг включают 8-10 «станций».