Использование веществ, являющихся источниками энергии, при мышечной деятельности

Использование веществ, являющихся источниками энергии, при мышечной деятельности.

Доля протеинов составляет менее 5% в общем количестве энергии, поэтому ее можно не учитывать. Основными энергетическими веществами являются углеводы (гликоген мышц, глюкоза в крови, которая образуется из гликогена печени) и жиры (жировая ткань и внутримышечный жир). Свойства показателей газообмена при дыхании достаточно точно характеризовать процессы углеводного и жирового обменов при мышечной деятельности основаны на результатах анализа жирового и углеводного обменов.

Влияние продолжительности мышечной деятельности.

Жиры поступают из внутриклеточных жировых запасов и тканей, которые выделяют свободные жирные кислоты в кровь для переноса в мышцы. Такое увеличивающееся использование жировых запасов обеспечивает сохранение оставшихся запасов углеводов и увеличивает продолжительность мышечной деятельности до ее истощения.

Гормоны и использование энергетических веществ.

Глюкоза в плазме крови и свободные жирные кислоты, используемые при мышечной деятельности, должны пополняться за счет запасов глюкозы и жирных кислот, которые содержатся соответственно в печени и жировых тканях. В привлечении энергетических веществ участвуют различные гормоны, но особое внимание следует обратить на инсулин. Выделение инсулина из поджелудочной железы увеличивается сразу после принятия пищи, чтобы помочь накоплению питательных веществ в печени и жировых тканях. Без достаточного количества инсулина концентрация глюкозы в крови возрастает, поскольку глюкоза не удаляется клетками тканей с необходимой скоростью. Такое состояние известно как диабет. Тот факт, что инсулин необходим для перехода глюкозы в клетки, позволяет предположить, что мышечной деятельности необходимо большое количество инсулина, так как клетки мышц используют большое количество глюкозы в качестве энергетического вещества. Однако такое предположение не соответствует действительности. При мышечной деятельности мышечная мембрана становится более проницаемой для глюкозы и поэтому требуется меньшее количество инсулина. Такое свойство особенно важно для больных диабетом, которые могут уменьшать количество вводимого инсулина перед определенной мышечной деятельностью. Концентрация глюкозы в плазме крови уменьшается при мышечной деятельности; такое изменение благоприятно для привлечения,  а не для накопления энергетического вещества. Если выделение инсулина увеличивается в процессе мышечной деятельности, то глюкоза удаляется из плазмы крови настолько быстро, что наступает гипогликемия, т.е. состояние пониженного содержания глюкозы в крови.

Влияние питания и тренировок.

Тип энергетического вещества, используемого при мышечной деятельности, зависит от питания. Установлено, что режим питания с увеличенным потреблением углеводов приводит к увеличению содержания гликогена в мышцах и увеличивает время до их истощения, по сравнению со смешанным режимом питания. Кроме того, способность мышц увеличивать запас гликогена повышается, если перед принятием пищи с большим содержанием углеводов осуществляется мышечная деятельность большой интенсивности или объема.

Увеличение количества митохондрий в мышцах, сопровождающее тренировки на выносливость, повышает способность мышц использовать жиры в качестве энергетических веществ и увеличивает способность к аэробной обработке имеющихся углеводов. В этом случае обеспечивается сохранение запаса углеводов и уменьшение образования молочной кислоты. Оба указанных фактора благоприятно влияют на работоспособность.

Потребление кислорода.

Кардиореспираторная система не может мгновенно увеличить подачу кислорода к мышцам для полного удовлетворения потребности в аденозинтрифосфате с помощью аэробных процессов. 

Креатинфосфат поставляет некоторое количество требуемого аденозинтрифосфата, а анаэробный процесс расщепления гликогена с образованием молочной кислоты обеспечивает остальное количество АТФ, пока не начнутся процессы с утилизацией кислорода. Если потребление кислорода устанавливается постоянным в процессе работы с субмаксимальной нагрузкой, то такое потребление представляет собой количество кислорода, требуемое для мышечной деятельности в установившемся состоянии. В этом состоянии потребность клеток в АТФ удовлетворяется образованием его в присутствии кислорода в митохондриях мышцы по принципу: сколько требуется, столько и производится.

Частота сердечных сокращений и легочная вентиляция.

Рассмотренная взаимосвязь между реакциями кардиореспираторной системы на физические нагрузки и временем, необходимым для достижения установившегося потребления кислорода, не является необычной.

Дополнительно мышцы должны справиться с задержкой реакции, выражающейся в изменении потребления кислорода в начальный период работы. Нетренированная мышца обычно имеет небольшое количество митохондрий, позволяющих формировать АТФ с помощью аэробного процесса, а также относительно небольшое количество капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно, для переноса артериальной крови, обогащенной кислородом, к указанным митохондриям. После занятий физическими упражнениями по программе тренировки на выносливость эти показатели увеличиваются, так что мышца может вырабатывать большее количество АТФ с помощью аэробного процесса в начальный период работы. В результате после тренировки на выносливость уменьшается концентрация молочной кислоты в крови при постоянном темпе работы с субмаксимальной нагрузкой, поскольку уменьшается ее образование.