Прежде чем рассматривать принципы исследования энергетических возможностей организма, вспомним кратко общую характеристику механизмов энергообразования.
Ресинтез АТФ может осуществляться в реакциях, протекающих без участия кислорода (анаэробные механизмы) или с участием вдыхаемого кислорода (аэробный механизм).
- Исследование энергетических возможностей организма.
В обычных условиях ресинтез АТФ в тканях происходит преимущественно аэробно, а при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в тканях усиливаются анаэробные механизмы ре-синтеза АТФ. В скелетных мышцах человека выявлены три вида анаэробных и один аэробный путь ресинтеза АТФ.
К анаэробным механизмам относятся:
• креатинфосфокиназнып (фосфоген-ный или алактатный), обеспечивающий ресинтез АТФ за счет перефосфорилиро-вания между креатинфосфатом и АДФ;
• глихолитический (лактатный), обеспечивающий ресинтез АТФ в процессе ферментативного анаэробного расщепления гликогена мышц или глюкозы крови; он заканчивающется образованием молочной кислоты (поэтому и называется лактатным);
• миокиназный, осуществляющий ресинтез АТФ за счет реакции перефосфо-рилирования между двумя молекулами АДФ с участием фермента миокиназы.
Аэробный механизм ресинтеза АТФ включает в основном реакции окислительного фосфорилирования, протекающие в митохондриях. Энергетическими субстратами аэробного окисления служат глюкоза, жирные кислоты, частично аминокислоты, а также промежуточные метаболиты гликолиза (молочная кислота) и окисления жирных кислот (кетоновые тела).
Креатинфосфокиназный и гликолити-ческий механизмы имеют большую максимальную мощность и эффективность образования АТФ, но короткое время удержания максимальной мощности и небольшую емкость из-за малых запасов энергетических субстратов.
Аэробный механизм имеет почти в 3 раза меньшую максимальную мощность по сравнению, с креатинфосфокиназным но поддерживает ее в течение длительного времени, а также практически неисчерпаемую емкость благодаря большим запасам энергетических субстратов в виде углеводов, жиров и частично белков. Так, за счет запасов жиров организм может непрерывно работать в течение 7-10 дней, в то время как запасы энергетических субстратов анаэробных механизмов энергообразования менее значительные.
Анаэробные механизмы являются основными в энергообеспечении кратковременных упражнений высокой интенсивности, а аэробные — при длительной работе умеренной интенсивности.