Анаэробное дыхание. Система гликоген-молочная кислота

Хотя при анаэробном дыхании на каждую молекулу глюкозы образуются всего две молекулы АТФ, а при аэробном — 38 молекул, зато в первом случае синтез АТФ идет в 2,5 раза быстрее (анаэробное дыхание дает пять молекул АТФ за тот же период времени, за который аэробное дает две).

Анаэробное дыхание может, следовательно, быстро поставлять энергию. Источником глюкозы служит при этом запасенный в мышцах гликоген. Извлекаемой из него энергии хватает при максимальной мышечной активности на 90 с. Все эти системы работают более эффективно при регулярной нагрузке.

Итак, мы видим, что системы фосфокреатина и анаэробного дыхания поставляют энергию быстро, но только в течение короткого времени. Аэробная система способна служить источником энергии неограниченно долго при достаточном количестве дыхательного субстрата.

В таких видах спорта, которые рассчитаны на короткое и резкое усиление мышечной активности, например в беге на короткую дистанцию или в поднятии штанги, энергию поставляет главным образом система фосфокреатина. При беге на 200 м анаэробное дыхание может служить дополнительным источником энергии.

При беге на 400 м оно поставляет уже большую часть энергии, а при таких играх, как теннис, сквош или футбол, практически вся энергия в момент предельного напряжения поступает от этой системы.

Те виды спорта, в которых главное — выносливость, например марафон, бег трусцой или бег на лыжах по пересеченной местности, зависят почти целиком от аэробного дыхания. По окончании мышечной работы (рис. 9.10) потребление кислорода не сразу возвращается к уровню, характерному для состояния покоя (0,25 л/мин).

В период восстановления человек продолжает еще некоторое время тяжело дышать. Потребляемое при этом количество кислорода (зона В на рис. 9.10) и есть кислородная задолженность. Этот кислород используется:

1. Для пополнения запаса кислорода в организме, т. е. для восстановления его нормального уровня в легких, в тканевых жидкостях, миоглобине и гемоглобине.

2. Для регенерации фосфокреатина — по окончании мышечной работы креатин вновь присоединяет фосфат; энергию для этого поставляет аэробное дыхание.

3. Пополнение запаса кислорода в организме и регенерация фосфокреатина происходят быстро; об этом свидетельствует круто опускающаяся часть кривой, соответствующая первым минутам восстановления (рис. 9.10).

Система гликоген-молочная кислота

Более медленное восстановление (пологая часть кривой) — это тот период, когда происходит удаление из мышц молочной кислоты, накопившейся при анаэробном дыхании. Молочная кислота поступает в кровь и переносится из мышц в печень, где она окисляется с образованием пировиноградной кислоты и восстановленного НАД.

Часть этой пировиноградной кислоты направляется на обычный аэробный путь через цикл Кребса и подвергается окислению, в результате чего образуется АТФ. Этот АТФ может затем использоваться для превращения остальной части пировиноградной кислоты (около 75%) снова в глюкозу путем процесса, который представляет собой обращенный гликолиз.

В сердечной мышце при тяжелой нагрузке молочная кислота тоже может превращаться в пировиног- радную, окисляясь за счет НАД, и этот процесс служит здесь дополнительным источником энергии.

9.5. Почему уровень молочной кислоты в крови продолжает расти и по окончании мышечной работы, когда анаэробное дыхание уже прекратилось?

Использование процессов брожения в промышленных целях

В различных бродильных производствах, которые играют в современном хозяйстве весьма важную роль, процессы брожения осуществляются микроорганизмами. Их культивируют для этого в специальных контейнерах, так называемых ферментерах или биореакторах. Об этих процессах мы будем говорить в гл. 12

.

Литература. Биология : в 3 т. Т. 1 / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут ; под ред. Р. Сопера

AOF | 12.01.2021 12:58:55