Навігація
Головна
 
Головна arrow Медицина arrow Біохімія людини

Енергетика м'язової діяльності

Як уже зазначалося, обидві фази м'язової діяльності - скорочення і розслаблення - протікають при обов'язковому використанні енергії, яка виділяється при гідролізі АТФ.

Однак запаси АТФ в м'язових клітинах незначні (в спокої концентрація АТФ в м'язах близько 5 ммоль / л), і їх досить для м'язової роботи протягом 1-2 с. Тому для забезпечення більш тривалої м'язової діяльності в м'язах має відбуватися поповнення запасів АТФ. Освіта АТФ в м'язових клітинах безпосередньо під час фізичної роботи називається ресинтезом АТФ і йде зі споживанням енергії.

Таким чином, при функціонуванні м'язів у них одночасно протікають два процеси: гідроліз АТФ, що дає необхідну енергію для скорочення і розслаблення, і ресинтез АТФ, який заповнює втрати цієї речовини. Якщо для забезпечення м'язового скорочення і розслаблення використовується тільки хімічна енергія АТФ, то для ресинтезу АТФ придатна хімічна енергія найрізноманітніших сполук: вуглеводів, жирів, амінокислот і креатинфосфату.

Будова і біологічна роль АТФ

АТФ (АТФ) є нуклеотидом. Молекула АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти) складається з азотистої основи аденіну, пятиуглеродного цукру рибози і трьох залишків фосфорної кислоти, з'єднаних між собою макроергічним зв'язком. При її гідролізі вивільняється велика кількість енергії. АТФ є основним макроергів клітини, акумулятором енергії у вигляді енергії високоенергетичних хімічних зв'язків.

У фізіологічних умовах, т. Е. При тих умовах, які є в живій клітині, розщеплення благаючи АТФ (506 г) супроводжується виділенням 12 ккал, або 50 кДж енергії.

Шляхи освіти АТФ

Аеробне окислення (тканинне дихання)

Синоніми: окисне фосфорилювання, дихальне фосфорилювання, аеробне фосфорилирование.

Протікає цей шлях в мітохондріях.

Цикл трикарбонових кислот вперше був відкритий англійським біохіміком Г. Кребсом (рис. 4).

Перша реакція каталізується ферментом цитрат-синтази, при цьому ацетільная група ацетил-КоА конденсується з оксалоацетата, в результаті чого утворюється лимонна кислота. Мабуть, в даній реакції як проміжний продукт утворюється пов'язаний з ферментом цитра-КоА. Потім останній мимовільно і необоротно гідролізується з утворенням цитрату і НS-КоА.

В результаті другої реакції утворилася лимонна кислота піддається дегідратірованію з утворенням цис-аконітовая кислоти, яка, приєднуючи молекулу води, переходить в ізолімонная кислоту (ізоцитрат). Каталізує ці оборотні реакції гідратаціі- дегідратації фермент аконітатгідратаза (аконітаза). В результаті відбувається взаімоперемещеніе Н і ОН в молекулі цитрату.

Цикл трикарбонових кислот (цикл Кребса)

Мал. 4. Цикл трикарбонових кислот (цикл Кребса)

Третя реакція, мабуть, лімітує швидкість циклу Кребса. Ізолімонная кислота дегидрирующей в присутності НАД-залежної ізоцитратдегідрогенази. В ході ізоцітратдегідрогеназной реакції ізолімонная кислота одночасно декарбоксилируется. НАД-залежна ізоцитратдегідрогеназа є аллостерическим ферментом, якому в якості специфічного активатора необхідний АДФ. Крім того, фермент для прояву своєї активності потребує іони або .

Під час четвертої реакції відбувається окисне декарбоксилювання α-кетоглутаровой кислоти з утворенням високоенергетичного з'єднання сукцинил-КоА. По механізму ця реакція схожа з реакцією окислювального декарбоксилювання пірувату до ацетил-КоА; α-кетоглутаратдегідрогеназного комплекс нагадує за своєю структурою піруватдегідрогеназний комплекс. Як в одному, так і в іншому випадку в реакції беруть участь 5 коферментів: ТПФ, амід ліпоєвоїкислоти, НS-КоА, ФАД і НАД +.

П'ята реакція каталізується ферментом сукцинил-коа- синтетазой. В ході цієї реакції сукцинил-КоА за участю ГТФ і неорганічного фосфату перетворюється в янтарну кислоту (сукцинат). Одночасно відбувається утворення високоергіческой фосфатного зв'язку ГТФ за рахунок високоергіческой тіоефірной зв'язку сукцинил-КоА.

В результаті шостий реакції сукцинат дегидрирующей в фумаровую кислоту. Окислення сукцинату каталізується сукцинатдегідрогенази,

в молекулі якої з білком міцно (ковалентно) пов'язаний кофермент ФАД. У свою чергу, сукцинатдегідрогеназа міцно пов'язана з внутрішньою мітохондріальної мембраною.

Сьома реакція здійснюється під впливом ферменту фумаратгідратази (фумарази). Новоутворена при цьому фумарова кислота гідратіруется, продуктом реакції є яблучна кислота (малат).

Нарешті, під час восьмої реакції циклу трикарбонових кислот під впливом мітохондріальної НАД-залежної малатдегідрогенази відбувається окислення Ь-малата в оксалоацетат.

За один оборот циклу при окисленні однієї молекули ацетил-КоА в циклі Кребса і системі окисного фосфорилювання може утворитися 12 молекул АТФ.

Анаеробне окислення

Синоніми: субстратне фосфорилювання, анаеробний синтез АТФ. Йде в цитоплазмі, відщеплення водень приєднується до якогось іншої речовини. Залежно від субстрату виділяють два шляхи анаеробного ресинтезу АТФ: креатинфосфатного (креатінкіназний, алактатний) і гликолитический (гліколіз, лактатний). У нервом випадку субстратом виступає креатинфосфат, у другому - глюкоза.

Ці шляхи протікають без участі кисню.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук