Question

Как осуществляется в мышцы процесс обмен веществ?

Answer 1

В анаэробную фазу в мышце происходит распад сложных фосфорных соединений - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и др. Вначале под влиянием специального фермента расщепляется аденозинтрифосфорная кислота - на аденозиндифосфорную и фосфорную (первый этап). При этом выделяется большое количество энергии, за счет которой и происходят мышечные сокращения. Последующей химической реакцией (второй этап) является расщепление имеющейся в мышце креатинофосфорной кислоты на креатиновую и фосфорную. Выделившаяся при этом энергия расходуется на обратный синтез (ресинтез) АТФ из продуктов ее расщепления. Одновременно в анаэробную фазу происходит распад гексозофосфорной кислоты (соединение гликогена с фосфорной кислотой) с образованием молочной и фосфорной кислоты (третий этап). Выделившаяся при этом энергия используется для ресинтеза креатинофосфорной кислоты из продуктов ее расщепления.

В аэробную фазу с участием кислорода часть молочной кислоты распадается до конечных продуктов расщепления - воды и углекислого газа. При этом выделяется энергия, за счет которой другая часть молочной кислоты вновь превращается в гликоген, используемый для ресинтеза фосфорных соединений. Таким образом, в результате протекающих химических процессов в анаэробную и аэробную фазу в мышце распадается до конечных продуктов только 1/3 гликогена, а 2/3 вновь восстанавливаются. Благодаря обратному восстановлению гликогена и фосфорных соединений достигается более экономная трата в мышцах этих веществ и энергии.

Следует отметить, что значительная часть энергии, образующейся в мышце в результате химических процессов, расходуется не только на мышечные сокращения, но и на образование тепла. Как показали специальные исследования, теплообразование в мышце происходит не только во время мышечного сокращения (первая фаза), но и в течение некоторого времени после окончания сокращения (вторая фаза). Образование тепла во вторую фазу обусловлено продолжающимися в мышце окислительными процессами.

Сокращение мышцы обусловлено сокращением мышечных волокон, их сократительных нитей (миофибрилл). Это происходит в результате взаимного смещения молекул мышечного белка, составляющих протофибриллы.

Answer 2

Обмен веществ в мышцах осуществляется через различные биохимические процессы, которые обеспечивают поддержание и регуляцию жизнедеятельности клеток. Главными механизмами обмена веществ в мышцах являются:

1. Гликолиз: Это первый этап метаболизма глюкозы, где глюкоза (сахар) разлагается до пирувата с выделением энергии. Этот процесс может происходить с и без кислорода. При нехватке кислорода гликолиз переходит в анаэробную форму, что приводит к образованию лактата.

2. Окислительное фосфорилирование: Это основной процесс получения энергии в клетках, который требует наличие кислорода. В ходе окислительного фосфорилирования глюкоза и другие энергетические источники, такие как жирные кислоты, разлагаются полностью до диоксида углерода и воды с выделением большого количества энергии в форме АТФ (аденозинтрифосфат) – основного "энергетического валюты" клетки.

3. Креатинфосфатная система (фосфагенная система): Это быстрый и непосредственный способ обеспечения клеток энергией во время кратковременных физических нагрузок. Креатинфосфат восстанавливает АТФ из АДФ (аденозиндифосфат), обеспечивая быстрый доступ к энергии.

4. Белковый обмен: Мышцы также производят синтез и деградацию белков для поддержания структуры мышечных волокон и обеспечения необходимых функций.

Эти процессы обмена веществ взаимосвязаны и обеспечивают оптимальное функционирование мышц в зависимости от типа физической активности, уровня энергии и других факторов. Когда мышцы испытывают физическую нагрузку, обмен веществ в них усиливается для обеспечения энергии и восстановления после тренировки.