АТФ как источник энергии

25.05.2018

Мышечные волокна в нашем организме можно сравнить с двигателем автомобиля, а вот топливом в данном случае будет энергия, выделяемая при гидролизе молекулы аденозинтрифосфата (АТФ). Запасов АТФ в мышечной клетке хватает всего на 1-2 секунды максимальных сокращений, и даже если мы будет долгие годы подвергать свой организм тренировочным воздействиям, концентрация АТФ в мышце не изменится [1].

Для преодоления марафонской дистанции необходимо около 70 кг АТФ. Чем больше человек способен производить АТФ, тем большую мощность или скорость он сможет развивать и поддерживать. Теоретически бег с определенной скоростью можно достаточно долго до тех пор, пока не закончиться запас жиров и углеводов, но при условии, что в работе будут участвовать только окислительные мышцы.

Во время работы АТФ возобновляется в мышце за счет анаэробных реакций (креатинфосфатная реакция, гликолиз) или за счет реакции окисления. Реакция окисления происходит в митохондриях, поэтому их можно сравнить с топливным баком. Именно в митохондриях вырабатывается наибольшее количество АТФ.

Глюкоза + O2→ 36 АТФ + СO2+ Н2O

В результате такой реакции мы получим 36 молекул АТФ углекислый газ и воду. При работе низкой интенсивности ресинтез АТФ в активных мышцах происходит в основном за счет аэробных реакций. При анаэробном гликолизе не требуется участие кислорода, но образуется всего две молекулы АТФ.

Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Pi → 2 пируват + 2НАДH + 2Н+ + 2АТФ + 2Н2O

И уж очень неприятно, что конечный продукт анаэробного гликолиза пируват и водород. Пируват может превращаться в ацетил-КоА и вступать в цикл трикарбоновых кислот или превращаться в лактат. При низко-интенсивной работе лактат (молочная кислота) утилизируется либо в клетке или переноситься с кровью к другим скелетным мышцам, тканям (сердце или печень) и уже там утилизируется. Если продуктов гликолиза в клетке будет больше, чем их утилизация и удаление, то в мышечном волокне вырастет концентрация лактата и упадет pH и как следствие вырастет осмотическое давление.

Общепризнано, что повышение внутриклеточной концентрации ионов водорода, негативно влияет на сократительные способности мышечного волокна. Что касается лактата, он только косвенно влияет на сократительные способности мышц, вследствие падения pH. При выраженном мышечном утомлении рН внутри волокна может снижаться до 6,17-6,7(норма 7.3-7.6). Возможно, именно поэтому диета с высоким содержанием щелочных продуктов может быть эффективна для бегуна. Также при высокоинтенсивных нагрузках, стоит рассмотреть употребление различных продуктов ощелачивающих организм, например пищевой соды. В некоторых спортивных добавках она присутствует, например Lactat Puffer от Sponser

Утомление не стоит полностью связывать с накоплением лактата и ионов водорода. На снижение работоспособности также влияет другие факторы, например снижение нервно мышечной возбудимости вследствии ухудшения сигналов идущих из уставшего выполнять монотонную работу головного мозга.

Однако при построении тренировочного процесса бегунов на выносливость желательно знать какую мощность, вы сможете поддерживать на протяжении нескольких десятков минут, без существенного накопления лактата (не выше 4 Ммоль). В этом состоянии образовавшиеся продукты анаэробного обмена почти полностью утилизируются. Его можно назвать как максимально устойчивое состояние по лактату или порог анаэробного обмена (ПАНО). Это порог многие бегуны чувствуют, так как при его превышении начинает появляться определенный дискомфорт также его можно контролировать с помощью пульсометра. Это уже другая тема и я постараюсь рассказать о ней подробно в других статьях.

И еще немного о митохондриях. При правильно построенном тренировочном процессе в беге, аэробные нагрузки в частности, приведут к росту количества митохондрий в клетках, и как следствие вырастет мощность мышечных сокращений на уровне ПАНО. В другом же случае, когда организм длительное время подвержен анаэробным тренировкам без должного восстановления, может наступить клеточный ацидоз, набухания и гибель митохондрий и как следствие состояние перетренированности из которого довольно сложно выйти. И зачастую большая ошибка тренера в ситуации, когда ученик находиться в плохой спортивной форме, не разобравшись в следствии чего это произошло, начинает добавлять нагрузки еще сильнее, усугубляя тем самым состояние атлета.

1. С. А. Герасимов Функциональная диагностика как метод оценки подготовленности бегунов на средние дистанции / С. А. Герасимов, А. В. Мастров, //Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. -2017. -№ 3. -С. 43-45.

автор: Сергей Герасимов