Źródła energii do pracy mięśniowej

Energia do skurczów mięśni jest czerpana bezpośrednio z rozkładu wysokoenergetycznego związku chemicznego — kwasu adenozynotrójfosforowego, zwanego też adenozynotrój fosfora­nem (ATP).

ATP —> ADP + Pi + energia.

Reakcja ta polega na odłączeniu od ATP fosforanu nieorganicznego (Pi). W wyniku rozkładu ATP powstaje kwas adenozynodwu- fosforowy (ADP) i uwolniona zostaje energia. Około 30% tej energii jest zużyte do skurczu mięśnia, a reszta zostaje rozproszona w postaci ciepła. Rozkład ATP jest katalizowany przez enzym adeno­zynotrój fosfatazę (ATP-azę) miofibrylarną, która aktywowana jest przez jony wapniowe uwalniane do cytoplazmy przy pobudzeniu ko­mórki mięśniowej.

Zapasy ATP zgromadzonego w komórkach mięśniowych wystarczają na kilka sekund pracy mięśnia. Nigdy jednak, nawet przy długotrwa­łym i ciężkim wysiłku, nie dochodzi do wyczerpania się ATP w komór­kach mięśniowych, ponieważ rozkład tego związku powoduje natych­miastową aktywację procesu resyntezy ATP, czyli przyłączania fosforanu do ADP. Reakcja ta wymaga nakładu energii. Dostarcza jej szereg innych procesów, takich jak rozkład fosfokreatyny, która jest również związkiem wysokoenergetycznym występującym w komórkach mięśniowych, oraz utlenianie węglowodanów i tłuszczów. Pośrednio więc te właśnie procesy stanowią źródło energii do pracy mięśniowej.

Do węglowodanów wykorzystywanych przez pracujące mięśnie należy glikogen, zawarty w komórkach mięśniowych, oraz glukoza, wychwytywana przez te komórki z krwi. Utlenianymi substratami tłuszczowymi są wolne kwasy tłuszczowe (WKT), które powstają z rozkładu tłuszczów zawartych w komórkach mięśniowych i w tkance tłuszczowej. WKT pochodzące z tkanki tłuszczowej są dostarczane do mięśni z krwią.

Utlenianie białek w normalnych warunkach odgrywa zniko­mo małą rolę w procesach energetycznych pracujących mięśni. W wa­runkach głodu udział białek w pokrywaniu zapotrzebowania energe­tycznego mięśni może jednak zwiększać się.

Podczas pierwszych sekund pracy mięśni najważniejszym procesem dostarczającym energii niezbędnej do resyntezy ATP jest rozkład fosfokreatyny, później wzrasta udział utleniania najpierw węglo­wodanów, a następnie tłuszczów.

Największe ilości ATP podczas pracy mięśniowej uzyskiwane są w wyniku tzw. fosforylacji oksydacyjnej, czyli fosforylacji ADP sprzężonej z utlenianiem zachodzącym w mitochondriach z udziałem tlenu. Utlenianiu w toku tego procesu podlega kwas piro- gronowy (powstały z rozkładu glikogenu lub glukozy) oraz wolne kwasy tłuszczowe. Produktami utleniania są dwutlenek węgla i woda.

Pewna ilość ATP uzyskiwana jest także w wyniku fosforylacji ADP sprzężonej z przemianą glikogenu lub glukozy w kwas pirogronowy. Proces ten, noszący nazwę glikolizy, przebiega w cytoplazmie i nie wymaga tlenu. Jeśli zaopatrzenie mięśnia w tlen jest niedostatecz­ne lub gdy wytwarzanie kwasu pirogronowego przewyższa tempo jego utleniania (przy dużej intensywności pracy mięśniowej), związek ten podlega przemianie w kwas mlekowy. Kwas mlekowy dyfunduje z komórek mięśniowych do krwi.

Wytwarzanie dużych ilości kwasu mlekowego prowadzi do zakwa­szenia środowiska wewnątrz komórek mięśniowych. Wywiera to nie­korzystny wpływ na ich zdolność do skurczów. Przy bardzo intensyw­nej pracy mięśniowej może dojść również do zakwaszenia krwi.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.