Bir insanı ne hareket ettirir? Enerji alışverişi nedir? Vücudun enerjisi nereden geliyor? Ne kadar sürecek? Hangi fiziksel yükte, hangi enerji tüketilir? Gördüğünüz gibi birçok soru var. Ama en çok bu konuyu incelemeye başladığınızda ortaya çıkıyorlar. En meraklısı için hayatı kolaylaştırmaya ve zamandan tasarruf etmeye çalışacağım. Gitmek…

Enerji metabolizması - enerji salınımının eşlik ettiği organik maddelerin parçalanmasının bir dizi reaksiyonu.

Hareketi (kastaki aktin ve miyozin filamentleri) sağlamak için kas, Adenozin TriPhosfat'a (ATP) ihtiyaç duyar. Fosfatlar arasındaki kimyasal bağlar kırıldığında, hücre tarafından kullanılan enerji açığa çıkar. Bu durumda ATP, Adenozin Difosfat (ADP) ve inorganik Fosforda (P) daha düşük enerjili bir duruma geçer.

Kas çalışıyorsa, ATP sürekli olarak ADP ve inorganik fosfora bölünürken, Enerji (yaklaşık 40-60 kJ / mol) açığa çıkar. Uzun süreli çalışma için, bu maddenin hücre tarafından kullanıldığı oranda ATP'yi geri yüklemek gerekir.

Kısa süreli, kısa süreli ve uzun süreli işler için kullanılan enerji kaynakları farklıdır. Enerji hem anaerobik (oksijensiz) hem de aerobik (oksidatif) olarak üretilebilir. Bir sporcunun aerobik veya anaerobik bölgede antrenman yaparken hangi nitelikleri geliştirdiğini ““ makalesinde yazdım.

Bir kişinin fiziksel çalışmasını sağlayan üç enerji sistemi vardır:

1. Alaktat veya fosfajenik (anaerobik). Esas olarak yüksek enerjili fosfat bileşiği - Kreatin Fosfat (CrP) nedeniyle ATP yeniden sentezi süreçleri ile ilişkilidir.
2. Glikolitik (anaerobik). Glikojen ve/veya glukozun anaerobik parçalanmasının laktik aside (laktat) tepkimesi nedeniyle ATP ve CRF'nin yeniden sentezlenmesini sağlar.
3. Aerobik (oksidatif). Çalışan kaslarda oksijen iletimini ve kullanımını arttırırken karbonhidratların, yağların, proteinlerin oksidasyonu nedeniyle iş yapabilme yeteneği.

Kısa süreli çalışma için enerji kaynakları.

Kas için hızlı kullanılabilir enerji, ATP molekülü (Adenozin TriPhosfat) tarafından sağlanır. Bu enerji 1-3 saniye için yeterlidir. Bu kaynak anlık çalışma, maksimum çaba için kullanılır.

ATP + H2O ⇒ ADP + F + Enerji

Vücutta ATP en sık güncellenen maddelerden biridir; Bu nedenle insanlarda bir ATP molekülünün ömrü 1 dakikadan azdır. Gün boyunca, bir ATP molekülü ortalama 2000-3000 yeniden sentez döngüsünden geçer (insan vücudu günde yaklaşık 40 kg ATP sentezler, ancak herhangi bir anda yaklaşık 250 g içerir), yani pratikte hiç ATP rezervi yoktur. vücutta ve normal yaşam için sürekli olarak yeni ATP moleküllerini sentezlemek gerekir.

CRP (Kreatin Fosfat) nedeniyle ATP ile yenilenir, bu kasta yüksek enerjiye sahip ikinci fosfat molekülüdür. CrF, ATP oluşumu için Fosfat molekülünü ADP molekülüne bağışlayarak kasın belirli bir süre çalışabilmesini sağlar.

Şuna benziyor:

ADP+ CrF ⇒ ATP + Cr

KrF stoku 9 saniyeye kadar dayanır. İş. Bu durumda, tepe gücü 5-6 saniyeye düşer. Profesyonel sprinterler, 15 saniyeye kadar antrenman yaparak bu tankı (CrF rezervi) daha da artırmaya çalışırlar.

Hem birinci durumda hem de ikinci durumda, ATP oluşum süreci oksijenin katılımı olmadan anaerobik bir modda gerçekleşir. CRF'ye bağlı ATP yeniden sentezi neredeyse anında gerçekleştirilir. Bu sistem, glikolitik ve aerobik ile karşılaştırıldığında en büyük güce sahiptir ve güç ve hız açısından maksimum kas kasılmaları ile "patlayıcı" nitelikte bir çalışma sağlar. Kısa süreli çalışmalarda enerji metabolizması böyle görünür, yani vücudun alaktik enerji besleme sistemi böyle çalışır.

Kısa süreli çalışma için enerji kaynakları.

Kısa çalışma sırasında vücut için enerji nereden geliyor? Bu durumda kaynak, kaslarda ve insan karaciğeri - glikojende bulunan bir hayvan karbonhidrattır. Glikojenin ATP yeniden sentezini ve enerji salınımını teşvik ettiği sürece denir. anaerobik glikoliz(Glikolitik enerji besleme sistemi).

glikoliz- Bu, bir glikoz molekülünden iki piruvik asit molekülünün (Piruvat) oluşturulduğu glikoz oksidasyon işlemidir. Piruvik asidin daha fazla metabolizması iki şekilde mümkündür - aerobik ve anaerobik.

Aerobik çalışma sırasında piruvik asit (Pyruvat) vücutta metabolizma ve birçok biyokimyasal reaksiyonda görev alır. Hücrede solunumu sağlayan Krebs döngüsünde yer alan asetil-koenzim A'ya dönüştürülür. Ökaryotlarda (çekirdek içeren canlı organizmaların hücreleri, yani insan ve hayvan hücrelerinde), Krebs döngüsü mitokondri içinde gerçekleşir (MX, bu hücrenin enerji istasyonudur).

Krebs döngüsü(trikarboksilik asit döngüsü) - oksijen kullanan tüm hücrelerin solunumunda önemli bir adım, vücuttaki birçok metabolik yolun kesişim merkezidir. Enerji rolüne ek olarak, Krebs döngüsünün önemli bir plastik işlevi vardır. Biyokimyasal süreçlere katılarak amino asitler, karbonhidratlar, yağ asitleri vb. gibi önemli hücre bileşiklerinin sentezlenmesine yardımcı olur.

Oksijen yeterli değilse yani, çalışma anaerobik modda gerçekleştirilir, daha sonra vücuttaki piruvik asit, laktik asit (laktat) oluşumu ile anaerobik bölünmeye uğrar.

Glikolitik anaerobik sistem, yüksek güç ile karakterize edilir. Bu süreç neredeyse işin en başından başlar ve 15-20 saniyede güce ulaşır. maksimum yoğunlukta çalışır ve bu güç 3 - 6 dakikadan fazla sürdürülemez. Yeni başlayanlar, spor yapmaya yeni başlayanlar için güç 1 dakika için pek yeterli değil.

Kaslara enerji sağlamak için enerji substratları karbonhidratlardır - glikojen ve glikoz. 1-1.5 saatlik çalışma için insan vücudundaki toplam glikojen kaynağı.

Yukarıda bahsedildiği gibi glikolitik anaerobik çalışmanın yüksek gücü ve süresi sonucunda kaslarda önemli miktarda laktat (laktik asit) oluşur.

Glikojen ⇒ ATP + Laktik asit

Kaslardan gelen laktat kana nüfuz eder ve vücudun iç ortamını korumak için kanın tampon sistemlerine bağlanır. Kandaki laktat seviyesi yükselirse, tampon sistemleri bir noktada bununla başa çıkamayabilir ve bu da asit-baz dengesinin asit tarafına kaymasına neden olur. Asitlenme ile kan kalınlaşır ve vücut hücreleri gerekli oksijen ve besini alamaz. Sonuç olarak, bu, anaerobik glikolizin anahtar enzimlerinin, aktivitelerinin tamamen inhibisyonuna kadar inhibisyonuna neden olur. Glikoliz hızı, alaktik anaerobik süreç ve işin gücü azalır.

Anaerobik modda çalışma süresi, kandaki laktat konsantrasyonunun seviyesine ve kasların ve kanın asit değişimlerine karşı direnç derecesine bağlıdır.

Kanın tamponlama kapasitesi, kanın laktatı nötralize etme yeteneğidir. Kişi ne kadar eğitimliyse, tampon kapasitesi o kadar fazladır.

Sürekli çalışma için enerji kaynakları.

ATP oluşumu için gerekli olan uzun süreli aerobik çalışma sırasında insan vücudu için enerji kaynakları kas glikojeni, kan şekeri, yağ asitleri, kas içi yağdır. Bu süreç, uzun süreli aerobik çalışma ile tetiklenir. Örneğin, acemi koşucularda yağ yakma (yağ oksidasyonu), 2. kalp atış hızı bölgesinde (ZZ) 40 dakikalık koşudan sonra başlar. Sporcularda oksidasyon süreci zaten 15-20 dakikalık koşuda başlar. İnsan vücudundaki yağ, 10-12 saatlik sürekli aerobik çalışma için yeterlidir.

Oksijene maruz kaldığında, glikojen, glikoz, yağ molekülleri parçalanır ve karbondioksit ve su salınımı ile ATP sentezlenir. Çoğu reaksiyon hücrenin mitokondrilerinde meydana gelir.

Glikojen + Oksijen ⇒ ATP + Karbon Dioksit + Su

Bu mekanizmayı kullanarak ATP oluşumu, kısa süreli ve kısa süreli çalışmalarda kullanılan enerji kaynaklarının yardımıyla olduğundan daha yavaştır. Hücrenin ATP ihtiyacının tartışılan aerobik süreç tarafından tamamen karşılanması 2 ila 4 dakika sürer. Bu gecikmenin nedeni, kalbin oksijenden zengin kan tedarikini kasların ATP ihtiyaçlarını karşılamak için gerekli oranda artırmaya başlamasının zaman almasıdır.

Yağ + Oksijen ⇒ ATP + Karbon Dioksit + Su

Vücudun yağ oksidasyon fabrikası, enerjiyi en yoğun şekilde kullanan fabrikadır. Karbonhidratların oksidasyonundan bu yana 1 glikoz molekülünden 38 ATP molekülü üretilir. Ve 1 molekül yağın oksidasyonu ile - 130 molekül ATP. Ama çok daha yavaş gerçekleşir. Ek olarak, yağ oksidasyonu ile ATP üretimi, karbonhidrat oksidasyonundan daha fazla oksijen gerektirir. Oksidatif, aerobik fabrikanın bir diğer özelliği, oksijen iletimi arttıkça ve kandaki yağ dokusundan salınan yağ asitlerinin konsantrasyonu arttıkça yavaş yavaş ivme kazanmasıdır.

Daha faydalı bilgiler ve makaleler bulabilirsiniz.

Vücuttaki tüm enerji üreten sistemleri (enerji metabolizmasını) yakıt tankları şeklinde hayal edersek, şöyle görünürler:

1. En küçük depo Kreatin Fosfattır (98 benzin gibi). Sanki kasa daha yakın ve hızlı çalışmaya başlıyor. Bu "benzin" 9 saniye için yeterlidir. İş.
2. Orta tank - Glikojen (92 benzin). Bu tank gövdede biraz daha ileride bulunur ve ondan gelen yakıt 15-30 saniyelik fiziksel çalışmadan gelir. Bu yakıt 1-1.5 saatlik çalışma için yeterlidir.
3. Büyük depo - Yağ (dizel yakıt). Bu depo çok uzakta ve yakıtın akmaya başlaması 3-6 dakika sürecek. 10-12 saatlik yoğun, aerobik çalışma için insan vücudundaki yağ stoğu.

Bütün bunları kendim uydurmadım, kitaplardan, edebiyattan, internet kaynaklarından alıntılar yaptım ve size kısaca aktarmaya çalıştım. Herhangi bir sorunuz varsa - yazın.

Vücudun enerji sistemini daha ayrıntılı olarak düşünün.

Amerikalı bilim adamı Albert Szent-Györgyi, yaşamın çeşitli türlerde ve çeşitli değerlerde enerjinin sürekli bir absorpsiyon, dönüşüm ve hareket süreci olduğunu yazdı.

Bu süreç, en doğrudan canlı maddenin elektriksel özellikleriyle ve daha spesifik olarak elektriksel iletkenliği ile ilgilidir.

Elektrik akımı, yüklü parçacıkların düzenli hareketidir. Elektrik yüklerinin taşıyıcıları elektronlar, iyonlar ve delikler (yarı iletkenlerde) olabilir. Yarı iletkenler ayrıca kirlilik iletimi ile de karakterize edilir. Bir yarı iletken kristale başka bir elementin atomu eklendiğinde iletkenliği artar. Yarı iletkenlerin özellikleri çok ilginçtir. Işık, ısı, radyasyon ve benzerlerinin etkisine karşı çok hassastırlar. Örneğin, ışık bir yarı iletken üzerine düşerse, iletkenliği keskin bir şekilde artar, çünkü. değerlik bandındaki elektronlar atomun çekirdeğinden "koparak" elektronik iletkenlik sağlar. Canlı madde bir yarı iletkene çok benzer. Ancak, çok temel bir fark var. Canlı makromoleküllerde bağlanma enerjisi sadece birkaç elektron volt iken çözeltilerdeki veya sıvı kristallerdeki bağlanma enerjisi yaklaşık 20-30 eV'dir. Bu özellik, yüksek hassasiyete izin verdiği için çok önemlidir. İletim, tünel etkisi nedeniyle bir molekülden diğerine geçen elektronlar tarafından gerçekleştirilir. Protein ve diğer biyolojik nesnelerde yük taşıyıcıların hareketliliği çok yüksektir. Karbon-oksijen ve hidrojen-azot bağları sisteminde, bir elektron (uyarılmış), tünel etkisi nedeniyle protein molekülünün tüm sistemi boyunca hareket eder. Bu tür elektronların hareketliliği çok yüksek olduğu için protein sisteminin iletkenliği yüksektir.

Canlı bir organizmada iyonik iletim de gerçekleştirilir. Canlı maddede iyonların oluşumu ve ayrılması, protein sisteminde suyun varlığı ile kolaylaştırılır. Protein sisteminin dielektrik sabiti buna bağlıdır. Bu durumda yük taşıyıcılar hidrojen iyonlarıdır - protonlardır. Sadece canlı bir organizmada tüm iletim türleri aynı anda gerçekleştirilir. Farklı iletkenlikler arasındaki oran, protein sistemindeki su miktarına bağlı olarak değişir. Daha az su, daha az iyonik iletkenlik. Proteinler kurutulursa, iletim elektronlar tarafından gerçekleştirilir.

Genel olarak suyun etkisi sadece hidrojen iyonu kaynağı olması ve dolayısıyla iyonik iletim imkanı sağlaması değildir. Su, genel iletkenliği değiştirmede daha karmaşık bir rol oynar. Gerçek şu ki, su bir kirlilik vericidir. Elektronlar sağlar (her su molekülü bir protona (çekirdek) ve bir elektrona ayrılır). Sonuç olarak elektronlar delikleri doldurur, dolayısıyla delik iletkenliği azalır. Milyonlarca kez küçülür. Daha sonra, bu elektronlar proteinlere aktarılır ve pozisyon geri yüklenir, ancak tamamen değil. Bundan sonra toplam iletkenlik, su ilavesinden öncekinden 10 kat daha az kalır.

Protein sistemlerine sadece bir verici değil, aynı zamanda delik sayısında artışa yol açacak bir alıcı eklemek de mümkündür. Böyle bir alıcının özellikle klor içeren bir madde olan kloranil olduğu tespit edilmiştir.

Sonuç olarak, delik iletkenliği o kadar artar ki, protein sisteminin genel iletkenliği bir milyon kat artar.

Nükleik asitler de canlı organizmada önemli bir rol oynar. Yapıları, hidrojen bağları vb. biyolojik sistemlerden farklı olmasına rağmen, temelde benzer elektrofiziksel özelliklere sahip (biyolojik olmayan) maddeler vardır. Özellikle, böyle bir madde grafittir. Proteinlerinki gibi bağlanma enerjileri düşüktür ve spesifik iletkenlikleri, proteinlerinkinden birkaç büyüklük sırası daha düşük olmasına rağmen yüksektir. Ancak amino asitlerin elektrofiziksel özellikleri, temelde proteinlerin özellikleriyle aynıdır.

Ancak canlı bir organizmanın bileşimindeki amino asitler de proteinlerin sahip olmadığı özelliklere sahiptir. Bunlar çok önemli özellikler. Onlar sayesinde içlerindeki mekanik etkiler elektriğe dönüşür. Maddenin fizikteki bu özelliğine piezoelektrik denir. Canlı bir organizmanın nükleik asitlerinde, termal etki aynı zamanda elektrik (termoelektrik) oluşumuna da yol açar. Her iki özellik de suyun varlığı ile belirlenir. Bu özelliklerin su miktarına göre değiştiği açıktır. Bu özelliklerin canlı bir organizmanın organizasyonunda ve işleyişinde kullanılması açıktır. Bu nedenle, görsel retinanın çubuklarının etkisi, iletkenliğin aydınlatmaya bağımlılığına dayanır. Ancak canlı organizmaların molekülleri de metaller gibi elektronik iletkenliğe sahiptir.

Protein sistemlerinin ve nükleik moleküllerin elektrofiziksel özellikleri kendilerini yalnızca dinamiklerde, yalnızca canlı bir organizmada gösterir. Ölümün başlamasıyla birlikte elektrofiziksel aktivite çok hızlı bir şekilde kaybolur. Bunun nedeni, yük taşıyıcıların hareketinin durmasıdır.

Protein sistemlerinin ve amino asitlerin yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerinin karşılaştırılmasından, birinin ve diğerinin elektriksel özelliklerinin aynı olduğu izlenimi edinilebilir. Bu tamamen doğru değil. Canlı bir organizmanın protein sistemlerinde hem elektronik hem de delik ve iyonik iletkenlik olmasına rağmen, bunlar inorganik ve organik yarı iletkenlerden daha karmaşık bir şekilde birbirine bağlıdır. Orada, bu iletkenlikler basitçe toplanır ve toplam, nihai iletkenlik elde edilir. Canlı organizmalarda, böyle bir aritmetik iletkenlik eklenmesi kabul edilemez. Burada 1+1#2. Bunda garip bir şey yok. Bu, bu iletkenliklerin birbirinden bağımsız olmadığını göstermektedir. Karşılıklı değişimlerine, genel iletkenliği daha karmaşık bir yasaya göre değiştiren süreçler eşlik eder. Bu nedenle, protein sistemlerinin elektronik (veya diğer) iletkenliği hakkında konuşurken “spesifik” kelimesi eklenir. Canlıların elektrofiziksel özelliklerini belirleyen süreçler çok karmaşıktır. Elektriksel iletkenliği belirleyen elektrik yüklerinin hareketi ile eş zamanlı olarak elektromanyetik alanlar da birbirleri üzerinde etki eder. Temel parçacıkların manyetik momentleri vardır, yani bunlar mıknatıstır. Bu mıknatıslar birbirleriyle etkileştiğinden, bu hareketin bir sonucu olarak bu parçacıkların belirli bir yönelimi kurulur. Moleküller ve atomlar sürekli olarak durumlarını değiştirirler - bir elektrik durumundan diğerine sürekli ve ani (ayrık) geçişler gerçekleştirirler. Ek enerji alarak heyecanlanırlar. Bu geçişler, canlı bir organizmada yük taşıyıcıların hareketliliğini etkiler. Böylece elektromanyetik alanların etkisi yüklü parçacıkların hareketini değiştirir. Bu yük taşıyıcıların yardımıyla merkezi sinir sisteminde (MSS) bilgi iletilir. Merkezi sinir sistemindeki tüm organizmanın bir bütün olarak çalışmasını sağlayan sinyaller elektriksel uyarılardır. Ancak teknik sistemlerden çok daha yavaş yayılırlar. Bu, sürecin karmaşıklığından kaynaklanmaktadır. Organizma, ancak bu etki hakkında bilgi aldıktan sonra belirli bir dış etkiye bir eylemle yanıt verir. Vücudun tepkisi çok yavaştır çünkü dış etkilerle ilgili sinyaller yavaş yayılır. Bu nedenle, canlı bir organizmanın koruyucu reaksiyonlarının hızı, canlı maddenin elektrofiziksel özelliklerine bağlıdır. Elektrik ve elektromanyetik alanlar dışarıdan etki ederse bu reaksiyon daha da yavaşlar. Bu, hem laboratuvar deneylerinde hem de manyetik fırtınalar sırasında elektromanyetik alanların canlı sistemler üzerindeki etkisinin incelenmesiyle ortaya konmuştur. Bu arada, eğer canlı bir organizmanın dış etkilere tepkisi çok daha hızlı olsaydı, o zaman bir kişi kendini şu anda ölmekte olduğu birçok etkiden koruyabilirdi.

Bugün insanlar hala canlı maddenin karmaşık elektriksel iletkenliğinin tüm özelliklerini bilmiyorlar. Ancak, yalnızca canlıların doğasında bulunan, temelde farklı olan bu özelliklerin onlara bağlı olduğu açıktır.

Canlı bir organizmadaki elektriksel olayların özünü ortaya çıkarmak için, biyolojik bir sistemin potansiyelinin, biyopotansiyelin anlamını anlamak gerekir.

Potansiyel bir enerji olasılığıdır. Bir hidrojen atomundan bir elektron koparmak için, onu atomda tutan kuvvetlerin üstesinden gelmek, yani bu işi yapmak için enerjiye ihtiyaç vardır. Temel parçacıkların enerjisi elektron volt olarak ölçülür. Bir atomun çekirdeğinden bir elektron koparmak için harcanan enerjiye iyonlaşma potansiyeli denir. Hidrojen için 13 eV'ye eşittir. Farklı elementlerin atomları için kendi anlamları vardır.

Canlı maddelerde moleküllerdeki bağlanma enerjisi 0.01-1 eV'dir. Cansız moleküllerde 30-50 eV. Elektron enerjisinin minimum değerlerinin küçük olması nedeniyle biyolojik moleküllerde iyonlaşma potansiyelini ölçmek çok zordur. Bu nedenle, onları mutlak değerlerle (elektron voltları) değil, göreceli değerlerle karakterize etmek daha iyidir. Suyun iyonlaşma potansiyeli bir birim olarak alınabilir (biyolojik sistemlerde bulunan sudan bahsediyoruz). Diğer tüm biyolojik bileşiklerin iyonlaşma potansiyelleri artık belirlenebilir. Burada başka bir incelik var. Hidrojen atomunun sadece bir değerlik elektronu vardır. Bu nedenle iyonlaşma potansiyeli birliğe eşittir. Bir atom ve bir molekül daha karmaşıksa, elektronlarının ayrılma için farklı enerji olasılıkları vardır. Bu gibi durumlarda iyonlaşma potansiyeli değerlik elektronlarına, yani en düşük bağlanma enerjisine sahip elektronlara atfedilir.

Biyolojik sistemlerde, elektrik yüklerinin belirli bir dağılımının bir sonucu olarak, elektrik alanları vardır, bu nedenle, Coulomb kuvvetleri nedeniyle, elektrik yüklerinin çekilmesi ve itilmesi mümkündür. Elektrik alanının enerji özelliği potansiyel farktır (Δj). Biyolojik sistemlerdeki (biyopotansiyeller) potansiyel farkı çok küçüktür, 10 -6 eV'ye kadar. Biyopotansiyellerin değeri, bir biyosistemin veya parçalarının durumunun açık bir göstergesidir. Vücut patolojik bir durumdaysa değişir. Bu durumda, canlı bir organizmanın çevresel faktörlere verdiği tepkiler değişir. Biyolojik bileşiklerin elektrofiziksel özellikleri, hem tek bir bütün hem de bireysel analizörleri olan canlı bir organizmanın dış faktörlerin etkisine reaksiyonunun hızını da belirler. Vücuttaki bilgi işlem hızı da bu özelliklere bağlıdır. Elektriksel aktivitenin büyüklüğü ile tahmin edilir.

Temel parçacıklar düzeyindeki biyoenerji olayları, canlı bir organizmanın ana işlevlerinin temelidir, bu işlevler olmadan yaşam imkansızdır. Hücrelerdeki enerji süreçleri (enerji dönüşümü ve en karmaşık biyokimyasal metabolik süreçler) ancak elektronların bunlara katılımı nedeniyle mümkündür.

Biyopotansiyeller, belirli bir organın elektriksel aktivitesi ile yakından ilişkilidir. Bu nedenle, beynin elektriksel aktivitesi, biyopotansiyellerin spektral yoğunluğu ve çeşitli frekanslardaki voltaj darbeleri ile karakterize edilir. Beynin aşağıdaki biyoritmlerinin (Hz olarak) bir kişinin özelliği olduğu tespit edilmiştir: Delta ritmi - 0,5-3 Hz; Teta ritmi - 4-7 Hz; Alfa ritmi - 8-13 Hz; Beta ritmi - 14-35 Hz; Gama ritmi - 36-55 Hz.

Düzensiz olmasına rağmen, daha yüksek frekanslı bazı ritimler vardır. İnsan beyninin elektriksel darbelerinin genliği, 500 μV'a kadar önemli bir değere ulaşır.

Elektroniğe aşina olan herkes, bilgi iletirken ve onu işlerken, yalnızca darbe tekrarlama hızının ve genliğinin değil, aynı zamanda darbelerin şeklinin de önemli olduğunu bilir.

Bu dürtüler nasıl oluşur? Özellikleri, iyonik iletkenlikteki değişikliklerle oluşturulamayacaklarını gösterir. Bu durumda süreçler daha yavaş gelişir, yani daha eylemsizdir. Bu impulslar ancak kütlesi iyonların kütlesinden çok daha az olan elektronların hareketi ile oluşturulabilir.

Elektriksel impuls formunun rolü, kardiyak defibrilasyonun etkinliği örneği ile anlaşılabilir. Kalbin çalışmasını geri yükleme verimliliğinin, uygulanan elektrik voltajının darbesinin şekline bağlı olduğu ortaya çıktı. Spektral yoğunluğu da önemlidir. Sadece belirli bir dürtü biçimiyle, canlı bir organizmada yük taşıyıcıların normal hareketinin restorasyonu yapılır, yani organizmanın normal işleyişinin mümkün olduğu olağan elektriksel iletkenlik geri yüklenir.

Bu yöntemde insan vücuduna göğüs bölgesinden elektrotlar uygulanır. Ancak bu durumda elektriksel uyarılar sadece doğrudan kalp kasına değil, aynı zamanda merkezi sinir sistemine de etki eder. Görünüşe göre, ikinci yol en etkili olanıdır, çünkü merkezi sinir sisteminin tüm organları etkileme olanakları en geniştir. Elektriksel iletkenliği, kas dokularının ve dolaşım sisteminin elektriksel iletkenliğinden çok daha yüksek olduğu için, tüm organlara verilen komutlar en hızlı şekilde merkezi sinir sisteminden gelir. Bu nedenle, canlı maddenin elektrofiziksel özelliklerini veya daha doğrusu, canlı sistemlerde bulunan özelliklerle elektrik yüklerinin belirli hareketlerini geri yüklemek mümkünse, bir organizmanın hayata dönüşü gerçekleşir.

Canlı bir organizmanın yaşamı ve işleyişi için kesin bir öneme sahip olan, kesinlikle canlı bir organizmanın elektrofiziksel özellikleridir. Bu, bu tür gerçeklerle kanıtlanmıştır.

Tahriş edici faktörlerin bir kişi üzerinde aniden hareket etmesi durumunda, insan vücudunun elektrik akımına karşı direncinin önemli ölçüde değiştiği tespit edilmiştir. Beklenmeyen dış etkilerin farklı bir fiziksel yapıya sahip olabilmesi temel olarak önemlidir. Parlak bir ışık, sıcak bir nesnenin dokunuşu ve bir kişiye beklenmedik, onun için önemli bilgiler içeren bir mesaj olabilir. Her durumda sonuç aynıdır - insan vücudunun elektriksel iletkenliği artar. Bu değişim aynı zamanda dış faktörün gücüne de bağlıdır. Ancak her durumda, elektriksel iletkenlikteki artış çok hızlı gerçekleşir ve normal değerlere dönüşü çok daha yavaştır. Elektriksel iletkenlikte hızlı bir değişim ancak elektronik sayesinde gerçekleşebilir.

Dış faktörün (elektrik akımı) bir kişi üzerindeki etkisini ele alalım. Bu etkinin sonuçları sadece büyüklüğüne değil, aynı zamanda o andaki insan sinir sisteminin durumuna da bağlıdır. Merkezi sinir sisteminin elektriksel iletkenliği bozulursa, dış bir faktörün etkisi altında ölüm meydana gelir. Dış faktörlerin etkisi altında, beyin hücrelerindeki yük taşıyıcıların hareketi bozulursa, hücrelere oksijen beslemesinin tamamen veya kısmen kesilmesi söz konusudur.

Tabii ki, bu soru çok zor. Bir canlı organizmadaki farklı canlı organizmaların ve farklı sistemlerin elektriksel iletkenliğinin farklı olduğu zaten tespit edilmiştir. Dış uyaranlara en hızlı tepki vermesi gereken organlar, en az eylemsiz iletkenliğe sahiptir - elektronik ve elektron deliği.

Şimdi vücudun enerji sistemini düşünün.

Çeşitli bilim adamlarının görüşleri, enerjinin bir bütün olarak işleyişini sağlayan vücuda ve tüm kurucu parçalarına girdiğine dair görüşler var. Enerji yüklerinin hem pozitif hem de negatif işaretleri olabilir. Sağlıklı bir organizmada, enerjinin pozitif ve negatif unsurlarının bir dengesi vardır. Bu, uyarma ve engelleme süreçleri arasında bir denge anlamına gelir. Pozitif ve negatif enerji akışları arasındaki denge bozulduğunda, uyarma ve engelleme sürecinin dengesi bozulduğu için vücut bir hastalık durumuna girer.

Tarih: 2010-03-28

Enerji harcamadan hareket yapılamaz. Kas kasılması için tek evrensel ve doğrudan enerji kaynağı adenozin trifosfat -ATP'dir; onsuz, enine "köprüler enerjiden yoksundur ve aktin filamentleri miyozin filamentleri boyunca kayamaz, kas lifinin kasılması meydana gelmez. ATP yüksek enerjili (makroerjik) bir fosfat bileşiğidir, parçalanması (hidrolizi) yaklaşık 10 kcal / kg serbest enerji açığa çıkarır.Kas aktive edildiğinde ATP'nin artan bir hidrolizi vardır, bu nedenle enerji metabolizmasının yoğunluğu dinlenme seviyesine göre 100-1000 kat artar.Ancak, ATP rezervleri kaslar nispeten önemsizdir ve sadece 2-3 saniyelik yoğun çalışma için yeterli olabilir. Gerçek koşullarda, kasların kasılmalarını uzun süre koruyabilmeleri için, ATP'nin sürekli bir toparlanma (resentez) olması gerekir. tüketilenle aynı orandadır. Enerji kaynağı olarak karbonhidratlar, yağlar ve proteinler kullanılır. Bu maddelerin tamamen veya kısmen parçalanması ile biriken enerjinin bir kısmı kimyasal bağlarında açığa çıkar. Serbest kalan bu enerji Ben ve ATP yeniden sentezini sağlar (bkz. tablo).

Bir kişinin enerji rezervleri (vücut ağırlığı 75 kg olan)

Vücudun biyoenerji yetenekleri, fiziksel performansını sınırlayan en önemli faktördür. Kas çalışmasını sağlamak için enerji oluşumu anaerobik (oksijensiz) ve aerobik (oksidatif) yollarla gerçekleştirilebilir. Bu durumda meydana gelen süreçlerin biyokimyasal özelliklerine bağlı olarak, bir kişinin fiziksel performansını sağlayan üç genelleştirilmiş enerji sistemini ayırt etmek gelenekseldir:

alaktik anaerobik, veya esas olarak başka bir yüksek enerjili fosfat bileşiğinin - kreatin fosfatın (CrF) enerjisi nedeniyle ATP yeniden sentezi süreçleriyle ilişkili fosfajenik;

glikolitik (laktasit) anaerobik, glikojen veya glikozun anaerobik parçalanmasının laktik aside (LA) reaksiyonları nedeniyle ATP ve CRF'nin yeniden sentezini sağlamak;

aerobik(oksidatif), çalışan kaslarda oksijen iletimini ve kullanımını arttırırken karbonhidratlar, yağlar, proteinler olarak kullanılabilen enerji substratlarının oksidasyonu nedeniyle iş yapma yeteneği ile ilişkilidir.

Fiziksel performansın listelenen biyoenerjetik bileşenlerinin her biri kriterlerle karakterize edilir. güç, kapasite ve verimlilik(bkz. şekil 1).

Pirinç. 1. Egzersiz süresine bağlı olarak çalışan kaslarda enerji sağlayan süreçlerin oranının dinamiği (N.I. Volkovov, 1986'ya göre)

Güç kriteri Metabolik sistemlerin her biri tarafından sağlanabilecek birim zaman başına maksimum enerji miktarını tahmin eder.

Kapasite kriteri vücutta kullanıma hazır enerji maddelerinin toplam rezervlerini veya bu bileşen nedeniyle yapılan toplam iş miktarını değerlendirir.

verimlilik kriteri harcanan her bir enerji birimi için ne kadar harici (mekanik) iş yapılabileceğini gösterir.

Fosfojenik sistem, en hızlı mobilize edilen enerji kaynağıdır. Kas çalışması sırasında kreatin fosfat nedeniyle ATP'nin yeniden sentezi neredeyse anında gerçekleştirilir. Fosfat grubu CRF'den ayrıldığında, doğrudan ATP'yi yenilemek için kullanılan büyük miktarda enerji salınır. Bu nedenle, CRF, ATP rejenerasyonunun acil bir kaynağı olarak kullanılan ilk kas enerji rezervidir. ATP ve CrF, kas aktivitesi için tek bir enerji besleme sistemi olarak hareket eder. Bu sistem, glikolitik ve aerobik olanlara kıyasla en büyük güce sahiptir ve güç ve hız açısından maksimum kas kasılmaları ile gerçekleştirilen kısa süreli maksimum güç çalışmasının sağlanmasında ana rolü oynar: kısa süreli çabalar gerçekleştirirken "patlayıcı" doğa, spurts, gerizekalı, örneğin, sprint, atlama, fırlatma veya yumruk yumruğa ve göğüs göğüse dövüşte tekme, vb. Alaktik anaerobik sürecin en büyük gücü 5-6 süren egzersizlerde elde edilir. saniyede ve yüksek eğitimli sporcularda dakikada 3700 kJ/kg seviyesine ulaşır. Ancak, kaslardaki sınırlı ATP ve CrF rezervleri nedeniyle bu sistemin kapasitesi küçüktür. Aynı zamanda, maksimum anaerobik gücün alıkonma süresi, fosfajenik sistemin kapasitesinden çok, maksimum güçte çalışırken mobilize olabilen kısmına bağlıdır. Maksimum güç egzersizleri sırasında tüketilen CRF miktarı, toplam kas içi rezervlerinin sadece üçte biri kadardır. Bu nedenle, yüksek nitelikli sporcular için bile maksimum güç süresi genellikle 15-20 saniyeyi geçmez.

anaerobik glikoliz pratik olarak işin en başından başlar, ancak maksimum gücüne ancak 15-20 saniyelik maksimum yoğunlukta çalıştıktan sonra ulaşır ve bu güç 2,5 - 3,0 dakikadan fazla sürdürülemez.

glikolitik anaerobik sistem, oldukça eğitimli kişilerde dakikada yaklaşık 2500 kJ / kg seviyesine ulaşan, yeterince yüksek bir güç ile karakterize edilir. Enerji substratları karbonhidratlardır - glikojen ve glikoz. Kas hücrelerinde ve karaciğerde depolanan glikojen, bir glikoz molekülleri zinciridir (glikoz birimleri). Glikojen parçalandığında, glikoz birimleri sırayla parçalanır. Glikojenden gelen her glikoz birimi, 3 ATP molekülünü ve bir glikoz molekülünü - sadece 2 ATP molekülünü - geri yükler. Her glikoz molekülünden 2 molekül laktik asit (LA) oluşur. Bu nedenle, yüksek güç ve glikolitik anaerobik çalışma süresi ile kaslarda önemli miktarda UA oluşur. Çalışan kas hücrelerinde biriken UA kolayca kana yayılır ve belirli bir konsantrasyon derecesine kadar vücudun iç ortamını (homeostaz) korumak için kan tampon sistemleri ile bağlanır. Glikolitik anaerobik oryantasyon çalışmasını gerçekleştirme sürecinde oluşan UA miktarı, kan tampon sistemlerinin yeteneklerini aşarsa, bu onların hızlı tükenmesine yol açar ve kanın asit-baz dengesinde asit tarafına kaymasına neden olur. Nihayetinde bu, anaerobik glikolizin anahtar enzimlerinin, aktivitelerinin tamamen inhibisyonuna kadar inhibisyonuna neden olur. Aynı zamanda, glikoliz hızı da azalır. Belirgin asitlenme ayrıca alaktik anaerobik sürecin hızında bir azalmaya ve iş gücünde genel bir azalmaya yol açar.

Bir glikolitik anaerobik rejimde çalışma süresi, esas olarak enerji substratlarının miktarı (kapasitesi) ile değil, UA konsantrasyonunun seviyesi ve kaslardaki ve kandaki asit değişimlerine doku adaptasyonunun derecesi ile sınırlıdır. Esas olarak anaerobik glikoliz tarafından sağlanan kas çalışmasının performansı sırasında, kanda ve karaciğerde kas glikojen ve glikozun keskin bir tükenmesi yoktur. Beden eğitimi sürecinde, hipoglisemi (kandaki glikoz konsantrasyonunda bir azalma) başka nedenlerle ortaya çıkabilir.Glikolitik anaerobik kapasitenin (özel dayanıklılık) yüksek düzeyde tezahür etmesi için, ortaya çıkan kaymalara doku adaptasyon derecesi asit-baz dengesinde önemlidir. Burada, yoğun kas aktivitesi ile, yorgunluğun gelişmesiyle ortaya çıkan çalışan kaslardaki ağrılı hislerin üstesinden gelmeye ve artan durma arzusuna rağmen çalışmaya devam etmeye izin veren zihinsel stabilite faktörü özellikle vurgulanmaktadır. O.

Dinlenme durumundan kas aktivitesine geçerken, oksijen ihtiyacı (isteği) birçok kez artar. Ancak oksijenli kanın çalışan kaslara iletilebilmesi için kardiyo-solunum sisteminin aktivitesinin artması en az 1-2 dakika sürer. Çalışan kasların oksijen tüketimi, bitkisel destek sistemlerinin aktivitesi yoğunlaştıkça giderek artar. Egzersiz süresinin 5-6 dakikaya çıkmasıyla, aerobik enerji üretim süreçlerinin hızı hızla artar ve çalışma süresinin 10 dakikadan fazla artmasıyla, enerji kaynağı neredeyse tamamen aerobikten kaynaklanır. süreçler Bununla birlikte, aerobik enerji besleme sisteminin gücü, fosfajenik gücünden yaklaşık 3 kat daha düşüktür ve 2 kat - anaerobik glikolitik sistemin gücü (tabloya bakınız)

Metabolik süreçlerin ana biyoenerjetik özellikleri - kas aktivitesi sırasında enerji kaynakları

Aynı zamanda, ATP yeniden sentezinin aerobik mekanizması, en yüksek üretkenlik ve verimlilik ile karakterize edilir. Günlük yaşam koşullarında bazen vücudun toplam enerji üretiminin %90'ından fazlasını oluşturur. Bu durumda, tüm ana besinler oksidasyon için substrat olarak kullanılır: karbonhidratlar, amino asitler şeklinde yağlar. Proteinlerin aerobik enerji üretiminin toplam hacmine katkısı çok küçüktür. Ancak karbonhidratlar ve yağlar, kaslar için mevcut oldukları sürece aerobik oksidasyon için substrat olarak kullanılır.

Karbonhidratların belirli bir aşamaya kadar (piruvik asit oluşumundan önce) aerobik parçalanması, anaerobik glikolizde olduğu gibi gerçekleştirilir. Ancak aerobik koşullar altında, piruvik asit laktik aside dönüşmez, ancak vücuttan kolayca atılan karbondioksit ve suya oksitlenir. Aynı zamanda, bir glikojen birimi glikozdan 39 ATP molekülü oluşur. Bu nedenle, aerobik glikojen oksidasyonu anaerobikten daha verimlidir. Yağların oksidasyonu sırasında daha da fazla enerji açığa çıkar. Ortalama olarak, insan vücuduna özgü çeşitli yağ asitlerinin 1 mol karışımı, 138 mol ATP'nin yeniden sentezlenmesini sağlar. Aynı ağırlıktaki glikojen ve yağ asitleri tüketimi ile, ikincisi karbonhidratlardan neredeyse üç kat daha fazla enerji sağlar. Bu nedenle yağlar, tüm biyoenerjetik substratlar arasında en yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir (tabloya bakınız)

Aerobik enerji tedarik sisteminin genel özellikleri

Aerobik enerji tedarik sistemi, enerji üretim gücü, kas aktivitesinin sağlanmasına katılım oranı açısından alaktat ve laktattan önemli ölçüde daha düşüktür, ancak kapasite ve ekonomi açısından birçok kez daha üstündür (Tablo 1).

Tablo numarası 1. Kas çalışmasının enerji kaynağı

Aerobik sistemin bir özelliği, kas dokusunda bulunan hücresel organellerde-mitokondride ATP oluşumunun, oksijen taşıma sistemi tarafından verilen oksijenin katılımıyla gerçekleşmesidir. Bu, aerobik sistemin yüksek verimliliğini ve kas dokusu ve karaciğerde oldukça büyük glikojen rezervlerinin yanı sıra pratik olarak sınırsız lipit rezervlerini - kapasitesini önceden belirler.

En basitleştirilmiş haliyle, aerobik enerji tedarik sisteminin faaliyeti aşağıdaki gibi gerçekleştirilir. İlk aşamada, karmaşık işlemlerin bir sonucu olarak, hem glikojen hem de serbest yağ asitleri (FFA), sonraki tüm enerji üretim işlemlerinin ilerlemesini sağlayan asetik asidin aktif formu olan asetil-koenzim A'ya (asetil-CoA) dönüştürülür. tek bir şemaya göre. Bununla birlikte, asetil-CoA oluşumundan önce, glikojen ve FFA'nın oksidasyonu bağımsız olarak gerçekleşir.

Aerobik ATP yeniden sentezi sürecinde meydana gelen sayısız kimyasal reaksiyonun tümü üç tipe ayrılabilir: 1 - aerobik glikoliz; 2 - Krebs döngüsü, 3 - elektron taşıma sistemi (Şekil 7).

Pirinç. 7. Aerobik süreçte ATP yeniden sentez reaksiyonlarının aşamaları

Reaksiyonların ilk aşaması, CO2 ve H2O oluşumu ile glikojenin parçalanmasıyla sonuçlanan aerobik glikolizdir. Aerobik glikolizin seyri, yukarıda tartışılan anaerobik glikolizin seyri ile aynı şemaya göre gerçekleşir. Her iki durumda da kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak, ATP yeniden sentezi ile glikojen glikoza ve glikoz pirüvik aside dönüştürülür. Oksijen bu reaksiyonlara katılmaz. Oksijenin varlığı, katılımıyla, pirüvik asit laktik aside laktik aside dönüştürülmediğinde ve daha sonra anaerobik glikoliz sürecinde yer alan, ancak aerobik sisteme gönderilen laktata dönüştürüldüğünde tespit edilir. akciğerler tarafından vücuttan atılan karbondioksit (CO2) ve su olan ürünler (Şekil 8)

Pirinç. 8. Anaerobik ve aerobik glikolizin şematik seyri

1 mol glikojenin 2 mol piruvik aside bölünmesi, 3 mol ATP'nin yeniden sentezi için yeterli enerjinin serbest bırakılmasıyla gerçekleşir: Enerji + 3ADP + Fn → 3ATP

Glikojenin parçalanmasının bir sonucu olarak oluşan piruvik asitten, CO2 hemen uzaklaştırılır ve onu üç karbonlu bir bileşikten iki karbonlu bir bileşiğe dönüştürür, bu da koenzim A ile birleştiğinde asetil-CoA'yı oluşturur. aerobik ATP oluşumunun ikinci aşaması - sitrik asit döngüsü veya Krebs döngüsü.

Krebs döngüsünde, piruvik asidin oksitlendiği bir dizi karmaşık kimyasal reaksiyon meydana gelir - sonunda oksijen taşıma sistemine giren ve ATP'ye katılan hidrojen iyonlarının (H +) ve elektronların (e-) uzaklaştırılması üçüncü aşamada yeniden sentez reaksiyonları, kana yayılan ve vücuttan atıldığı akciğerlere taşınan CO2'yi oluşturur. Krebs döngüsünün kendisinde sadece 2 mol ATP oluşur (Şekil 9).

Pirinç. 9. Krebs döngüsünde karbon oksidasyonunun şematik gösterimi

Üçüncü aşama elektron taşıma zincirinde (solunum zinciri) gerçekleşir. Koenzimlerin katılımıyla meydana gelen reaksiyonlar genellikle aşağıdakilere indirgenir. Krebs döngüsündeki ve daha az oranda glikolizdeki reaksiyonlardan salınan hidrojen iyonları ve elektronlar, sonuç olarak su oluşturmak üzere oksijene taşınır. ATP yeniden sentezi için bir dizi eşleştirilmiş reaksiyonda aynı anda salınan enerji kullanılır. Oksijene elektron transfer zinciri boyunca meydana gelen tüm sürece oksidatif fosforilasyon denir. Solunum zincirinde meydana gelen süreçlerde hücrelere verilen oksijenin yaklaşık %90'ı tüketilir ve en büyük miktarda ATP oluşur. Toplamda, oksidatif elektron taşıma sistemi, bir glikojen molekülünden 34 ATP molekülünün oluşmasını sağlar.

Karbonhidratların kan dolaşımına sindirilmesi ve emilmesi ince bağırsakta gerçekleşir. Karaciğerde glikoza dönüştürülürler, bu da glikojene dönüştürülerek kaslarda ve karaciğerde birikebilir ve ayrıca aktiviteyi sürdürmek için çeşitli organ ve dokular tarafından bir enerji kaynağı olarak kullanılır. 75 kg vücut ağırlığına sahip yeterli fiziksel uygunluk seviyesine sahip sağlıklı bir erkeğin vücudu, kas glikojeni (yaklaşık% 80), karaciğer glikojeni (yaklaşık% 16-17), kan şeklinde 500-550 g karbonhidrat içerir. 2000 - 2200 kcal mertebesinde enerji rezervlerine karşılık gelen glikoz (% 3-4).

Karaciğer glikojeni (90 - 100 g), çeşitli doku ve organların normal işleyişini sağlamak için gerekli olan kan şekeri seviyesini korumak için kullanılır. Kas glikojen depolarının tükenmesine yol açan uzun süreli aerobik çalışma ile karaciğer glikojeninin bir kısmı kaslar tarafından kullanılabilir.

Kas ve karaciğer glikojen depolarının, karbonhidrat tükenmesini ve ardından karbonhidrat doygunluğunu içeren eğitim ve beslenme manipülasyonlarının etkisi altında önemli ölçüde artabileceği akılda tutulmalıdır. Eğitim ve özel beslenmenin etkisi altında karaciğerdeki glikojen konsantrasyonu 2 kat artabilir. Glikojen miktarındaki bir artış, sonraki kas çalışması sırasında kullanılabilirliğini ve kullanım oranını arttırır.

Orta yoğunlukta uzun süreli fiziksel aktivite ile karaciğerde glikoz oluşumu, istirahatte oluşumuna kıyasla 2-3 kat artar. Yorucu uzun süreli çalışma, istirahatte elde edilen verilere kıyasla karaciğerde glikoz üretiminde 7 ila 10 kat artışa neden olabilir.

Yağ rezervlerinden kaynaklanan enerji sağlama sürecinin etkinliği, lipoliz hızı ve yağ dokusundaki kan akış hızı ile belirlenir, bu da serbest yağ asitlerinin (FFA) kas hücrelerine yoğun bir şekilde verilmesini sağlar. Çalışma %50 - %60 VO2 max yoğunluğu ile yapılırsa yağ dokusunda maksimum kan akışı olur ve bu da kana maksimum FFA alımına katkıda bulunur. Daha yoğun kas çalışması, yağ dokusuna kan beslemesinde eşzamanlı bir azalma ile kas kan akışının yoğunlaşması ve sonuç olarak, kas dokusuna FFA sunumunda bir bozulma ile ilişkilidir.

Lipoliz, kas aktivitesi sırasında ortaya çıksa da, ortalama yoğunluktaki çalışmanın 30-40. dakikasında zaten, hem karbonhidratların hem de lipitlerin oksidasyonu nedeniyle enerji kaynağı eşit olarak gerçekleştirilir. Sınırlı karbonhidrat kaynaklarının kademeli olarak tükenmesine yol açan çalışmanın daha fazla devam etmesi, FFA'nın oksidasyonundaki bir artışla ilişkilidir; örneğin, koşu veya yol bisikletinde (100 km'den fazla) bir maraton mesafesinin ikinci yarısının enerji arzı, esas olarak yağların kullanımı ile ilişkilidir.

Lipid oksidasyonundan elde edilen enerjinin kullanımının, sadece uzun süreli kas aktivitesi sırasında dayanıklılığı sağlamak için gerçek önemi olmasına rağmen, çalışmanın ilk dakikalarından başlayarak, yoğunluğa %60 VO2max'ı aşan, triasilgliseritlerden bir FFA salınımı vardır, bunların kasılma kaslarında giriş ve oksidasyon. Çalışmaya başladıktan 30-40 dakika sonra, FFA tüketim oranı 3 kat, 3-4 saatlik çalışmadan sonra - 5-6 kat artar.

Aerobik antrenmanın etkisi altında trigliseritlerin kas içi kullanımı önemli ölçüde artar. Bu adaptif reaksiyon, hem FFA'ların kas triseridlerinden oksidasyonu nedeniyle enerji üretim sürecinin yayılma hızında hem de kas dokusundan kullanımlarındaki artışta kendini gösterir.

Eğitimli kas dokusunun eşit derecede önemli bir adaptif etkisi, yağ rezervlerini kullanma yeteneğindeki bir artıştır. Böylece 12 haftalık bir aerobik antrenmanından sonra, çalışan kaslarda trigliseritleri kullanma yeteneği keskin bir şekilde arttı ve %40'a ulaştı.

ATP yeniden sentezi için proteinlerin rolü önemli değildir. Bununla birlikte, birçok amino asidin karbon iskeleti, protein metabolizmasının enerji üretimine katkısının % 5-6'ya ulaşabildiği uzun süreli orta yoğunluklu yükler sırasında kendini gösteren oksidatif metabolizma sürecinde bir enerji yakıtı olarak kullanılabilir. toplam enerji gereksinimi.

Vücuttaki önemli miktarda glikoz ve yağ rezervleri ve atmosferik havadan oksijen tüketmenin sınırsız olasılığı nedeniyle, anaerobik işlemlerden daha az güce sahip olan aerobik işlemler, uzun süre iş sağlayabilir (yani kapasiteleri çok büyük ve çok büyük). yüksek verimlilik). Araştırmalar, örneğin maraton koşularında kas glikojen kullanımına bağlı olarak kas çalışmasının 80 dakika sürdüğünü göstermektedir. Karaciğer glikojeninden belirli bir miktarda enerji mobilize edilebilir. Toplamda bu, maraton mesafesini aşmak için gereken zamanın %75'ini sağlayabilir. Enerjinin geri kalanı yağ asitlerinin oksidasyonundan gelir. Bununla birlikte, kandan kaslara difüzyon hızları sınırlıdır, bu da bu asitlerden enerji üretimini sınırlar. FFA oksidasyonunun bir sonucu olarak üretilen enerji, kas çalışmasının yoğunluğunu %40-50 VO2max seviyesinde tutmak için yeterlidir, en güçlü maraton koşucuları olan DTÖ ise 80–50'yi aşan bir yoğunlukla mesafeyi aşabilmektedir. % 90 VO2max, aerobik enerji tedarik sisteminin yüksek düzeyde adaptasyonunu gösterir; bu, yalnızca enerji üretimi için karbonhidratların, yağların, bireysel amino asitlerin ve metabolitlerin kullanımının optimal kombinasyonunu sağlamaya değil, aynı zamanda ekonomik kullanımını da sağlar. glikojen.

Böylece, glikojenin aerobik oksidasyonunu sağlayan reaksiyonların tamamı aşağıdaki gibidir. İlk aşamada aerobik glikoliz sonucunda piruvik asit oluşur ve belirli bir miktarda ATP yeniden sentezlenir. İkincisinde, Krebs döngüsünde, CO2 üretilir ve hidrojen iyonları (H+) ve elektronlar (e-) elektron taşıma sistemine verilir, ayrıca belirli bir miktarda ATP'nin yeniden sentezi ile. Ve son olarak, son aşama, aşırı miktarda ATP'nin yeniden sentezi için kullanılan enerjinin serbest bırakılmasıyla H+, e- ve oksijenden H2O oluşumu ile ilişkilidir. ATP yeniden sentezi için yakıt olarak kullanılan yağlar ve proteinler de Krebs döngüsünden ve elektron taşıma sisteminden geçer (Şekil 10).

Pirinç. 10. Aerobik enerji besleme sisteminin işleyişinin şematik gösterimi

Laktat enerji besleme sistemi.

Laktat enerji besleme sisteminde, oksijen yokluğunda glikoz ve glikojenin parçalanması nedeniyle ATP yeniden sentezi meydana gelir. Bu işlem genel olarak anaerobik glikoliz olarak adlandırılır. Anaerobik glikoliz, alaktik enerji tedarik sistemindeki fosfojen parçalanma mekanizmalarına kıyasla çok daha karmaşık bir kimyasal süreçtir. Glikoz ve glikojenin ATP yeniden sentezi için bir dizi eşleştirilmiş reaksiyonda kullanılan laktik aside parçalanmasının bir sonucu olarak bir dizi karmaşık ardışık reaksiyonu içerir (Şekil 2).

Pirinç. 2. Anaerobik glikoliz sürecinin şematik gösterimi

1 mol glikozun parçalanması sonucunda 2 mol ATP, 1 mol glikojenin parçalanması ile 3 mol ATP oluşur. Kaslarda ve vücut sıvılarında enerji salınımı ile eş zamanlı olarak pirüvik asit oluşur ve bu daha sonra laktik aside dönüştürülür. Laktik asit, tuzunu, laktatı oluşturmak için hızla ayrışır.

Glikolitik mekanizmanın yoğun aktivitesinin bir sonucu olarak laktik asit birikimi, kaslarda büyük bir laktat ve hidrojen iyonu (H +) oluşumuna yol açar. Sonuç olarak, tampon sistemlerinin etkisine rağmen, kas pH'ı kademeli olarak 7,1'den 6,9'a ve hatta 6,5 ​​- 6,4'e düşer. 6.9 - 6.8 seviyesinden başlayan hücre içi pH, ATP ikmalinin glikolitik reaksiyonunun yoğunluğunu yavaşlatır ve pH 6.5 - 6.4'te glikojenin parçalanması durur. Bu nedenle, anaerobik glikolizde glikojenin parçalanmasını sınırlayan, kaslardaki laktik asit konsantrasyonundaki artıştır.

Gücü, operasyonun ilk saniyesinde zaten maksimum performansına ulaşan alaktik enerji besleme sisteminin aksine, glikoliz aktivasyonu süreci çok daha yavaş gelişir ve sadece 5-10 saniye içinde yüksek enerji üretim değerlerine ulaşır. operasyon. Glikolitik sürecin gücü, kreatin fosfokinaz mekanizmasının gücünden önemli ölçüde düşüktür, ancak aerobik oksidasyon sisteminin yeteneklerine kıyasla birkaç kat daha yüksektir. Özellikle, CF'nin parçalanmasından kaynaklanan ATP enerji üretim seviyesi 9-10 mmol/kg f.w./s (taze doku kütlesi) ise, glikoliz bağlandığında üretilen ATP hacmi 14 mmol/kg'a yükselebilir. f.m. t./s. 3 dakikalık yoğun bir çalışma sırasında her iki ATP yeniden sentezi kaynağının kullanılması nedeniyle, insan kas sistemi yaklaşık 370 mmol / kg vücut ağırlığı üretebilmektedir. Aynı zamanda, glikoliz toplam üretimin en az %80'ini oluşturur. Laktat anaerobik sistemin maksimum gücü, 20-25 saniyelik çalışmada kendini gösterir ve 30-60 saniyede, ATP yeniden sentezinin glikolitik yolu, işin enerji kaynağındaki ana yoldur.

Laktik anaerobik sistemin kapasitesi, 30-90 s'ye kadar iş yaparken enerji üretimine baskın katılımını sağlar. Daha uzun çalışma ile, glikolizin rolü yavaş yavaş azalır, ancak daha uzun çalışmalarda bile - 5-6 dakikaya kadar - önemli kalır. Glikoliz nedeniyle oluşan toplam enerji miktarı, laktat enerji besleme sisteminin maksimum mobilizasyonunu gerektiren işler yapıldıktan sonra kan laktat göstergeleri ile görsel olarak da tahmin edilebilir. Eğitimsiz kişilerde kandaki sınırlayıcı laktat konsantrasyonu 11 - 12 mmol / l'dir. Antrenmanın etkisi altında laktat sisteminin kapasitesi çarpıcı biçimde artar ve kandaki laktat konsantrasyonu 25 - 30 mmol / l ve üstüne ulaşabilir.

Kadınlarda kandaki maksimum enerji oluşumu ve laktat değerleri, aynı spor dalındaki erkeklere göre %30-40 daha düşüktür. Yetişkinlere kıyasla genç sporcular, düşük anaerobik kapasite ile karakterize edilir. içlerindeki anaerobik doğanın sınırlayıcı yüklerinde kandaki maksimum laktat konsantrasyonu, yetişkin sporculardan 2-3 kat daha düşük olan 10 mmol/kg'ı geçmez.

Böylece laktat anaerobik sistemin adaptif reaksiyonları farklı yönlerde ilerleyebilir. Bunlardan biri, maksimum performansının çok daha hızlı bir şekilde elde edilmesinde kendini gösteren glikolitik sürecin hareketliliğinde bir artıştır (15–20'den 5–8 s'ye). İkinci reaksiyon, anaerobik glikolitik sistemin gücündeki bir artışla ilişkilidir ve bu, birim zaman başına çok daha büyük miktarda enerji üretmesine izin verir. Üçüncü reaksiyon, sistemin kapasitesindeki bir artışa ve tabii ki, üretilen toplam enerji hacmine indirgenir, bunun sonucunda, esas olarak glikoliz tarafından sağlanan çalışma süresi artar.

Bazı sporlarda müsabakalar sırasında arter kanındaki maksimum laktat ve pH değeri Şekil 1'de gösterilmiştir. 3.

Şekil 3. Çeşitli sporlarda uzmanlaşmış sporcularda arter kanındaki maksimum laktat ve pH değerleri: a - koşu (400, 800 m); b - sürat pateni (500, 1000m); c - kürek çekme (2000 m); d - 100 m yüzme; e - yarış kızağı; e - bisiklet (100 km)
(Eindemann ve Keul, 1977)

Çeşitli sporlarda yüksek spor sonuçları elde etmek için laktat anaerobik enerji kaynaklarının rolünün ve anaerobik glikoliz sisteminin uyarlanabilir rezervlerinin oldukça eksiksiz bir resmini verirler.

Kaslarda maksimum laktat konsantrasyonunu sağlayan optimal çalışma süresini seçerken, süresi 1 - 6 dakika arasında değişen aşırı yükler kullanıldığında maksimum laktat içeriğinin gözlendiği dikkate alınmalıdır. Çalışma süresindeki artış, kaslardaki laktat konsantrasyonundaki bir azalma ile ilişkilidir.

Anaerobik kapasiteyi artırmak için en uygun yöntemi seçmek için, maksimum yoğunlukta aralıklı çalışma sırasında laktat birikiminin özelliklerini izlemek önemlidir. Örneğin, dört dakikalık duraklamalarla bir dakikalık aşırı yüklemeler, asit-baz durumunu azaltırken (Şekil 5) kan laktatında kalıcı bir artışa yol açar (Şekil 4).

Pirinç. 4. Aralıklı maksimum egzersiz sırasında kan laktat konsantrasyonundaki değişiklik (4 dakikalık dinlenme periyotlarıyla ayrılmış, %95 yoğunlukta bir dakikalık egzersiz) (Hermansen, Stenswold, 1972)

Pirinç. 5. Aralıklı bir dakikalık maksimum yoğunluktaki yüklemeler sırasında kan pH'ındaki değişiklikler (Hollman, Hettinger, 1980)

Yaklaşık 3 dakikalık duraklamalarla 15-20 saniyelik maksimum güç egzersizleri yaparken de benzer bir etki gözlenir (Şekil 6).

Pirinç. 6. Kısa süreli maksimum güç egzersizlerinin tekrarlanan performansı sırasında sporcularda biyokimyasal değişikliklerin dinamikleri (N. Volkov ve diğerleri, 2000)

Alaktat enerji besleme sistemi.

Bu enerji tedarik sistemi en az karmaşık olanıdır, yüksek bir enerji salma gücü ve kısa bir etki süresi ile karakterize edilir. Bu sistemdeki enerji oluşumu, enerji açısından zengin fosfat bileşiklerinin - adenosin trifosfat (ATP) ve kreatin fosfat (CP) parçalanması nedeniyle oluşur. ATP'nin parçalanması sonucu üretilen enerji, zaten ilk saniyede iş için enerji temini sürecine tamamen dahil edilir. Bununla birlikte, zaten ikinci saniyede, kas liflerinde biriken ve enerji açısından zengin fosfat bileşikleri içeren kreatin fosfat (CP) nedeniyle çalışma gerçekleştirilir. Bu bileşiklerin parçalanması, yoğun bir enerji salınımına yol açar. CP yıkımının son ürünleri kreatin (Cr) ve inorganik fosfattır (Pn). Reaksiyon, kreatin kinaz enzimi tarafından uyarılır ve şematik olarak şöyle görünür:

CP'nin parçalanması sırasında salınan enerji, ATP yeniden sentezi süreci için kullanılabilir, bu nedenle, kas kasılması sırasında ATP'nin hızlı bir şekilde parçalanmasını, CP'nin parçalanması sırasında salınan enerjinin katılımıyla ADP ve Fn'den yeniden sentezi takip eder:

Alaktik enerji sağlama sisteminin bir başka mekanizması, önemli kas yorgunluğu sırasında, ATP bölünme hızı, yeniden sentez hızını önemli ölçüde aştığında aktive olan, miyokinaz reaksiyonudur. Miyokinaz reaksiyonu, miyokinaz enzimi tarafından uyarılır ve bir fosfat grubunun bir molekülden diğerine transferinden ve ATP ve adenosin monofosfatın (AMP) oluşumundan oluşur:

Miyokinaz reaksiyonunun bir yan ürünü olan adenozin monofosfat (AMP), son fosfat grubunu içerir ve ATP ve ADP'den farklı olarak enerji kaynağı olarak kullanılamaz. Miyokinaz reaksiyonu, yorgunluk nedeniyle ATP yeniden sentezi için diğer yolların yeteneklerini tükettiği koşullar altında aktive olur.

CF stokları, iş yapma sürecinde yenilenemez. Yeniden sentezi için, yalnızca işin bitiminden sonraki iyileşme döneminde mümkün olan yalnızca ATP'nin parçalanması sonucu açığa çıkan enerji kullanılabilir.

Çok yüksek bir enerji salınımı oranı ile ayırt edilen alaktat sistemi, aynı zamanda son derece sınırlı bir kapasite ile karakterize edilir. Maksimum alaktik anaerobik gücün seviyesi, kaslardaki fosfat (ATP ve CP) miktarına ve kullanım oranlarına bağlıdır. Sprint antrenmanının etkisi altında alaktik anaerobik güç önemli ölçüde arttırılabilir. Özel eğitimin etkisi altında alaktik anaerobik sistemin gücü %40-80 oranında arttırılabilir. Örneğin, koşucularda 8 haftalık sprint antrenmanı, istirahat halindeki iskelet kası ATP ve CP'sinde yaklaşık %10'luk bir artışla sonuçlanmıştır.

Kaslardaki antrenmanın etkisi altında, sadece ATP ve Kf miktarı artmaz, aynı zamanda kas dokusunun onları bölme yeteneği de önemli ölçüde artar. Alaktik anaerobik sistemin gücünü belirleyen başka bir adaptif reaksiyon, enzimlerin, özellikle kreatin fosfokinaz ve miyokinazın aktivitesinde bir artışa bağlı olarak fosfat yeniden sentezinin hızlanmasıdır.

Eğitimin etkisi altında, alaktik anaerobik enerji arzı sisteminin maksimum kapasitesinin göstergeleri de önemli ölçüde artmaktadır. Hedeflenen uzun süreli antrenmanın etkisi altındaki alaktik anaerobik sistemin kapasitesi 2,5 kat artabilir. Bu, maksimum alaktik O2 borcunun göstergeleri ile doğrulanır: yeni başlayan sporcular için 21.5 ml/kg, üst sınıf sporcular için 54,5 ml/kg'a ulaşabilir.

Alaktik enerji sisteminin kapasitesindeki bir artış, maksimum yoğunluktaki çalışma süresinde de kendini gösterir. Bu nedenle, spor yapmayan insanlar için, çalışmaya başladıktan 0,5 - 0,7 s sonra elde edilen alaktik anaerobik sürecin maksimum gücü, 7 - 10 s'den fazla, daha sonra birinci sınıf için korunabilir. sprint disiplinlerinde uzmanlaşan sporcular, 15-20 s içinde ortaya çıkabilir. Aynı zamanda, uzun bir çalışma süresine, yüksek enerjili fosfatların yüksek ayrışma ve yeniden sentezinden kaynaklanan önemli ölçüde daha yüksek bir güç eşlik eder.

Erkeklerde ve kadınlarda ATP ve CF konsantrasyonu hemen hemen aynıdır - yaklaşık 4 mmol/kg ATP ve 16 mmol/kg CF. Bununla birlikte, iskelet kaslarının toplam hacmindeki büyük farklılıklar nedeniyle, kas aktivitesinde kullanılabilecek toplam fosfojen miktarı, erkeklerde kadınlara göre önemli ölçüde daha fazladır. Doğal olarak, erkekler alaktik anaerobik enerji tedarik sisteminin çok daha büyük bir kapasitesine sahiptir.

Sonuç olarak, yüksek düzeyde alaktik anaerobik üretkenliğe sahip bireylerin, kural olarak, düşük aerobik kapasiteye, uzun süreli çalışma için dayanıklılığa sahip oldukları belirtilmelidir. Aynı zamanda, uzun mesafe koşucularında alaktik anaerobik yetenekler sadece sprinterlerinkiyle karşılaştırılmakla kalmaz, aynı zamanda genellikle sporcu olmayanlarda kaydedilenlerden daha düşüktür.

Kas aktivitesi için enerji besleme sistemlerinin genel özellikleri

Enerji, bildiğiniz gibi, doğanın tüm fenomenlerini, maddenin farklı hareket biçimlerini birbirine bağlayan genel bir nicel ölçüdür. Kas aktivitesi ile ilgili olarak çeşitli fiziksel süreçlerde (termal, mekanik, kimyasal, vb.) Üretilen ve kullanılan tüm enerji türlerinden, ana dikkat, kaynağı gıda olan vücudun kimyasal enerjisine odaklanmalıdır. motor aktivitenin mekanik enerjisine dönüşümü. kişi.

Yiyeceklerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, kas hücrelerinde biriken ve kas kasılmasının mekanik enerjisinin üretimi için bir tür yakıt olan adenozin trifosfat (ATP) üretmek için kullanılır.

Kas kasılması için gereken enerji, adenozin trifosfatın (ATP) adenozin difosfata (ADP) ve inorganik fosfata (P) parçalanmasından gelir. Kaslardaki ATP miktarı azdır ve sadece 1-2 saniye yüksek yoğunluklu çalışma sağlamak için yeterlidir. Çalışmaya devam etmek için, üç tip enerji salma reaksiyonları nedeniyle üretilen ATP yeniden sentezi gereklidir. Kaslardaki ATP rezervlerinin yenilenmesi, tam teşekküllü bir kas kasılması için gerekli olan konsantrasyonunun sabit bir seviyesini korumanıza izin verir.

Hem anaerobik hem de aerobik reaksiyonlarda enerji kaynağı olarak kreatin fosfat (CP) ve kas dokularında bulunan ADP rezervlerinin yanı sıra enerjiden zengin substratların (kas ve karaciğer glikojeni, lipoz doku rezervleri vb.) . Kaslara enerji sağlanmasına yol açan kimyasal reaksiyonlar üç enerji sisteminde meydana gelir: 1) anaerobik alaktat, 2) anaerobik laktat (glikolitik), 3) aerobik.

İlk iki sistemde enerji oluşumu, oksijen varlığını gerektirmeyen kimyasal reaksiyonlar sürecinde gerçekleştirilir. Üçüncü sistem, oksijenin katılımıyla meydana gelen oksidasyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak kas aktivitesinin enerji arzını sağlar. Bu sistemlerin her birinin kas aktivitesinin enerji arzındaki anahtarlama dizisi ve kantitatif oranlar hakkında en genel fikirler, Şek. 1.

Bu enerji sistemlerinin her birinin yetenekleri, güç tarafından belirlenir, yani metabolik süreçlerde enerji salınım hızı ve substrat fonlarının kullanımının boyutu ve verimliliği ile belirlenen kapasite.

Pirinç. 1. Çeşitli enerji sistemlerinde (şema) kalifiye sporcularda kas aktivitesinin enerji arzı süreçlerinin sırası ve nicel oranları: 1 - alaktik; 2 - laktat; 3 - aerobik

Herhangi bir eklemin hareketi, iskelet kaslarının kasılmaları nedeniyle gerçekleştirilir. Aşağıdaki diyagram bir kastaki enerji metabolizmasını göstermektedir.

Tüm kas türlerinin kasılma işlevi, belirli biyokimyasal süreçlerin kimyasal enerjisinin kas liflerinde mekanik çalışmaya dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Adenozin trifosfatın (ATP) hidrolizi, kasa bu enerjiyi sağlar.

Kas tedarikinden beri ATP küçük, yeniden sentez için metabolik yolları aktive etmek gerekir ATP böylece sentez seviyesi kas kasılmasının maliyetine karşılık gelir. Kas çalışması için enerji üretimi anaerobik (oksijen kullanılmadan) ve aerobik olarak gerçekleştirilebilir. ATP adenozin difosfattan sentezlenir ( ADP) kreatin fosfat, anaerobik glikoliz veya oksidatif metabolizmanın enerjisi yoluyla. Hisse senetleri ATP kaslarda nispeten önemsizdir ve sadece 2-3 saniyelik yoğun çalışma için yeterli olabilirler.

Kreatin fosfat

Kreatin fosfat stokları ( KrF) kasta daha fazla rezerv var ATP ve anaerobik olarak hızla dönüştürülebilirler. ATP. KrF- kaslardaki "en hızlı" enerji (örneğin, bir halter kaldırırken, güç niteliğindeki çok güçlü, patlayıcı bir çalışmanın ilk 5-10 saniyesinde enerji sağlar). Stok tükendikten sonra KrF vücut, daha uzun (2-3 dakikaya kadar), ancak daha az yoğun (üç kez) çalışma sağlayan kas glikojeninin parçalanmasına devam eder.

glikoliz

Glikoliz, yeniden sentezi sağlayan bir anaerobik metabolizma şeklidir. ATP ve KrF glikojen veya glikozun anaerobik parçalanmasının laktik aside reaksiyonları nedeniyle.

KrF yenilenen hızlı salınan bir yakıt olarak kabul edilir ATP kaslarda önemsiz bir miktar olan ve bu nedenle KrF birkaç saniye için ana enerji içeceğidir. Glikoliz, uzun süre çalışabilen daha karmaşık bir sistemdir, bu nedenle daha uzun aktif eylemler için önemi esastır. KrF küçük sayısı ile sınırlıdır. Glikoliz ise nispeten uzun süreli bir enerji sağlama olanağına sahiptir, ancak laktik asit üreterek motor hücrelerini onunla doldurur ve bu nedenle kas aktivitesini sınırlar.

oksidatif metabolizma

Karbonhidratlar, yağlar, proteinler olarak kullanılabilen enerji substratlarının oksidasyonu nedeniyle, çalışan kaslarda oksijen iletimini ve kullanımını arttırırken iş yapma olasılığı ile ilişkilidir.

Acil ve kısa vadeli enerji rezervlerini yenilemek ve uzun vadeli işler yapmak için kas hücresi, uzun vadeli enerji kaynakları olarak adlandırılanları kullanır. Bunlar, kılcal ağ yoluyla kas hücresine iletilen ve oksidatif metabolizmaya katılan glikoz ve diğer monosakkaritler, amino asitler, yağ asitleri, gliserol gıda bileşenlerini içerir. Bu enerji kaynakları oluşumu oluşturur. ATP mitokondriyal elektron taşıma sistemindeki hidrojen taşıyıcılarının oksidasyonu ile oksijen kullanımını birleştirerek.

Bir molekül glikozun tam oksidasyonu sürecinde 38 molekül sentezlenir. ATP. Anaerobik glikoliz ile karbonhidratların aerobik yıkımını karşılaştırırken, aerobik sürecin 19 kat daha verimli olduğunu görebilirsiniz.

Kısa süreli yoğun fiziksel aktivite performansı sırasında, ana enerji kaynakları şunlardır: KrF, glikojen ve iskelet kası glikozu. Bu koşullar altında eğitimi sınırlayan temel faktör ATP, gerekli oksijen miktarının olmadığını varsayabiliriz. Yoğun glikoliz, iskelet kaslarında yavaş yavaş kana yayılan ve karaciğere aktarılan büyük miktarlarda laktik asit birikmesine yol açar. Yüksek konsantrasyonlarda laktik asit, 30-40 saniye süren egzersiz sırasında serbest yağ asitlerinin değişimini engelleyen düzenleyici mekanizmada önemli bir faktör haline gelir.

Fiziksel aktivite süresi arttıkça, kandaki insülin konsantrasyonunda kademeli bir azalma olur. Bu hormon, yağ metabolizmasının düzenlenmesinde aktif olarak yer alır ve yüksek konsantrasyonlarda lipazların aktivitesini inhibe eder. Uzun süreli fiziksel efor sırasında insülin konsantrasyonunda bir azalma, lipoliz sürecinde bir artış ve depodan yağ asitlerinin salınımında bir artış ile kendini gösteren insüline bağlı enzim sistemlerinin aktivitesinde bir artışa yol açar.

Sporcular en yaygın hatayı yaptıklarında bu düzenleyici mekanizmanın önemi ortaya çıkıyor. Genellikle, vücuda kolayca sindirilebilir enerji kaynakları sağlamaya çalışırken, bir yarışma veya antrenmanın başlamasından bir saat önce, karbonhidrat açısından zengin bir yemek veya glikoz içeren konsantre bir içecek alırlar. Vücudun kolayca sindirilebilir karbonhidratlarla bu şekilde doygunluğu, 15-20 dakika sonra kan şekeri seviyelerinde bir artışa yol açar ve bu da pankreas hücreleri tarafından artan insülin salınımına neden olur. Kandaki bu hormonun konsantrasyonundaki bir artış, kas aktivitesi için bir enerji kaynağı olarak glikoz tüketiminde bir artışa yol açar. Sonuçta vücutta enerji açısından zengin yağ asitleri yerine karbonhidratlar tüketilir. Bu nedenle, başlangıçtan bir saat önce glikoz almak, spor performansını önemli ölçüde etkileyebilir ve uzun süreli egzersize karşı dayanıklılığı azaltabilir.

Serbest yağ asitlerinin kas aktivitesinin enerji kaynağına aktif katılımı, uzun süreli fiziksel aktiviteyi daha ekonomik olarak gerçekleştirmeyi mümkün kılar. Egzersiz sırasında lipoliz sürecindeki bir artış, yağ depolarından kana yağ asitlerinin salınmasına yol açar ve bunlar iskelet kaslarına iletilebilir veya kan lipoproteinlerini oluşturmak için kullanılabilir. İskelet kasında serbest yağ asitleri, fosforilasyon ve sentez ile birleşerek ardışık oksidasyona uğradıkları mitokondriye girerler. ATP.

Fiziksel performansın listelenen biyoenerji bileşenlerinin her biri, güç, kapasite ve verimlilik kriterleri ile karakterize edilir (Tablo 1).

Tablo 1. Metabolik süreçlerin ana biyoenerjetik özellikleri - kas aktivitesi sırasındaki enerji kaynakları

Güç kriteri, metabolik sistemlerin her biri tarafından sağlanabilecek birim zaman başına maksimum enerji miktarını değerlendirir.

Kapasite kriteri, vücutta kullanıma hazır enerji maddelerinin toplam rezervlerini veya bu bileşen nedeniyle yapılan toplam iş miktarını değerlendirir.

Verimlilik kriteri, harcanan her bir enerji birimi için ne kadar harici (mekanik) iş yapılabileceğini gösterir.

Farklı yoğunluktaki işleri yaparken aerobik ve anaerobik enerji üretiminin oranı büyük önem taşımaktadır. Atletizmden koşu mesafeleri örneğinde bu oran temsil edilebilir (Tablo 2)

Tablo 2. Çeşitli sürelerde tek bir işin maksimum yoğunluğu ile gerçekleştirilirken aerobik ve anaerobik enerji üretim mekanizmalarının nispi katkısı