Возможности ресинтеза АТФ

Аэробный метаболизм представляет собой:

· окисление глюкозы в гликолитическом пути с образованием пировиноградной кислоты, которая подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетил‑КоА с одновременным синтезом НАДН,

· реакции b‑окисления жирных кислот до ацетил‑КоА с одновременным образованием восстановленных эквивалентов НАДН и ФАДН₂,

· окисление образовавшегося ацетил‑КоА в цикле трикарбоновых кислот до углекислого газа и воды с одновременным образованием восстановленных эквивалентов НАДН и ФАДН₂,

· процесс окислительного фосфорилирования как завершающий этап: НАДН и ФАДН₂ отдают электроны в цепь дыхательных ферментов митохондрий. В результате переноса электронов по дыхательной цепи происходит генерация электрохимического градиента протонов водорода на внутренней митохондриальной мембране. Движение водорода по градиенту позволяет клетке использовать его энергию для синтеза АТФ.

В качестве субстратов аэробных превращений могут быть использованы не только внутримышечные запасы гликогена, но и немышечные резервы – гликоген печени, липиды жировой ткани, кетоновые тела, а в случаях особо длительных и/или интенсивных нагрузок структурные и сократительные белки мышц. В отличие от гликолиза, аэробный путь не ведет к изменению гомеостаза внутри клетки и в крови, так как не происходит накопление продуктов обмена (например, молочной кислоты), а образующиеся СО₂ и Н₂О легко и быстро удаляются.

Логично заметить, что аэробный процесс сопровождается увеличением потребления кислорода мышечной тканью. Так, при интенсивной мышечной работе, например при марафонском беге, за 1 минуту потребляется столько кислорода, сколько за 15 минут в состоянии покоя. Поскольку внутримышечные запасы кислорода весьма невелики – он находится в растворенном виде и в комплексе с миоглобином – перед организмом встает задача обеспечить работающую мышцу кислородом через активацию легочного дыхания и увеличение кровообращения в мышце. Этот эффект в первую очередь достигается усилением сердечной деятельности. Известно также, что в покое задействовано всего около 30‑40 % существующих сосудов микроциркуляции. Мышечная работа вызывает раскрытие резервных сосудов. При систематических аэробных тренировках в мышечной ткани начинается рост новых артериол, капилляров, венул.

Немаловажное значение имеет способность мышечного волокна утилизовать кислород. Это зависит от количества митохондрий, концентрации миоглобина, количества и активности ферментов аэробного окисления. У тренированных спортсменов величина максимального потребления кислорода превышает таковую у незанимающихся спортом в 1,5 раза.

Еще один значимый фактор – концентрация углекислого газа и других метаболитов в мышце. Повышение этих показателей наряду с увеличением местной температуры, создает в тканевых капиллярах условия для усиленного распада оксигемоглобина и высвобождения кислорода, который активно диффундирует внутрь мышечных волокон по градиенту концентрации.