Энергия АТФ. Восстановление АТФ

1.

International Association of Athletics Federations
Coaches Education and Certification System
Level II
Physiology of Energy
Production
September 2001
Unit 2.3

2. АТФ

Энергия АТФ
используется
для ВСЕХ
функций
организма,
а не только
для
физической
активности
Напряжение
мышц
Выработка
гормонов
Нервная
проводимость
Энергия
АТФ
Производство
новых
тканей
Восстановление
поврежденных
тканей
Adapted from de Castella &
Clews 1996
2 of 16
Переваривание
пищи
Physiology of Energy

3. АТФ - энергия

АТФ =
Аденозин
Pi
Pi
Энергия
Энергия
Pi
Структура молекулы АТФ
Аденозин
{
Pi
АТФ
Pi
Pi
}
Аденозин
{
Pi
АДФ
Pi
+
Pi
+
Энергия
}
Механизм реализации источника энергии
Adapted from Wilmore & Costill, 1994
Physiology of Energy
3 of 16

4.

Physiology of Energy

5. Восстановление АТФ

АТФ в процессе мышечной деятельности
восстанавливается тремя путями:
Анаэробной алактатный механизм
Анаэробный лактатный (гликолитический )
механизм
Аэробный механизм
Physiology of Energy
4 of 16

6. Системы энергообеспечения

Все системы энергообеспечения работают
постоянно.
В зависимости от потребностей организма
для данного вида деятельности
(в соответствии с интенсивностью и
продолжительностью упражнения)
доля вклада той или иной системы в
общую энергопродукцию возрастает
Physiology of Energy
5 of 16

7.

Системы
энергообеспечения
Аэробная
Анаэробная
T3 алактатная T2
Каналы
поступления
Анаэробная
лактатная
T1
Мышцы
Physiology of Energy
6 of 16

8. Вклад различных систем энергообеспечения

Анаэробная
алактатная
Анаэробная
лактатная
Аэробная
0
4
6
30
45
sec
Расход энергии при выполнении работы
5
min
Physiology of Energy
7 of 16

9. Анаэробная алактатная система

C
Pi
+
C
+
Pi
Энергия
+
+
АДФ
=
CP
+
Pi
АДФ
+
АТФ
Энергия
АТФ
+
C
Physiology of Energy
11 of 16

10.

Physiology of Energy

11. Анаэробная лактатная система

Углеводы
Отсутствие
кислорода
Молочная кислота
Анаэробный цикл
Кислород
Цикл Кребса и электрон-транспортная цепь
CO2 + Water
Аэробный цикл
Physiology of Energy
12 of 16

12. Аэробная система

46 30
sec
45
5
min
80
min
Physiology of Energy
13 of 16

13.

Показатели
кинетики
Креатинфосфо
киназная
реакция
Гликолиз
Максимальная
мощность
кДж/кг/мин
3,8
2,5
1,8
Быстрота
развертывания
процесса, с
1-2
30-50
60-90
Максимальная емкость
процесса, моль
ресинтезируемых
АТФ/ моль
окисляемого
вещества
1
2-3
38-39
Метаболическая
эффективность,%
80
35-50
55-60
Аэробное
окисление
углеводов
Physiology of Energy

14. Источники воспроизводства АТФ

Креатинфосфат
АТФ
Лактат
АДФ+ P
Гликоген
Энергия
Жир
Zintl.F. 1990
Белок
Physiology of Energy
8 of 16

15. Углеводы

Углеводы размещаются в организме
в виде гликогена, находясь
в мышцах или печени,
и транспортируются кровью
в виде глюкозы
Physiology of Energy
9 of 16

16. Источники энергии

Система
энергообеспечения
Анаэробная
алактатная
Источники энергии
Креатинфосфат
Оптимальная
длительность
выполняемой
работы
0 – 4 (10)
секунды
Анаэробная
лактатная
Углеводы
45 секунд –
3-5 минут
Аэробная
Углеводы
Жиры
2 – 3 часа
Physiology of Energy
10 of 16

17. Показатели скорости бега, уровня лактата и ЧСС на ступенях лыжероллерного задания "до отказа" у биатлонисток в зависимости от

Показатели скорости бега, уровня лактата и ЧСС на ступенях
лыжероллерного задания "до отказа" у биатлонисток в зависимости от
полиморфизма гена АКФ.
- - - - - DD генотип,
______ ID генотип
8,0
Лактат ммоль/л
7,0
6,5
DD
6,0
ID
5,5
5,0
4,5
4,0
1
2
3
4
DD
ID
1
5
2
3
4
5
Ступени задания
Ступени задания
195,0
185,0
ЧСС, уд/мин
Скорость, м/с
7,5
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
175,0
DD
165,0
ID
155,0
145,0
135,0
1
2
3
Ступени задания
4
5
Physiology of Energy

18. Энергоресурсы организма

Жиры
CH
(357g)
(7961g)
Количество
1g Fat
1g CH
4 kcal
Energy
9 kcal
Energy
Использование
Physiology of Energy
14 of 16

19. Аэробная система

Окисление жиров требует на 10%
больше кислорода, чем окисление
углеводов при одинаковой
энергопродукции
Physiology of Energy
15 of 16

20. Использование источников энергии

Жиры
= количество =
+
O2
Энергия
Углеводы
+
> на 10%
= количество =
o2
Энергия
Physiology of Energy
16 of 16

21.

Соотношение белых и красных мышечных
волокон
Physiology of Energy

22.

Physiology of Energy

23.

Кислородный запрос (О2 запрос) — это
количество кислорода, необходимое для
энергообеспечения мышечной деятельности
спортсмена.
Кислородное потребление (О2 потребление)
— фактическое потребление кислорода во
время работы.
Кислородный дефицит (О2 дефицит) — это
часть кислородного запроса, не
удовлетворяемого во время работы.
Кислородный долг (02 долг) — количество
кислорода, потребляемое организмом сверх
нормы покоя во время отдыха. Physiology of Energy

24.

Physiology of Energy

25.

Алактатный компонент О2долга связан с
повышенным потреблением кислорода во
время отдыха для восстановления содержания
КФ и баланса АТФ, насыщения кислородом
гемоглобина, миоглобина, плазмы крови и
биологических жидкостей. Этот компонент
О2долга невелик и ликвидируется в течение
первых 35 мин отдыха.
Лактатный компонент О2долга связан с
устранением молочной кислоты, кетоновых тел
и других недоокисленных продуктов. Этот
компонент О2долга устраняется гораздо
медленнее — за 1,5-2 ч отдыха.
Physiology of Energy

26.

Биохимическая характеристика зон относительной
мощности работы при выполнении спортивных
нагрузок
Продолжит
ельность
работы
О2
О2
запрос потребл.
л/мин % от
МПК
Максималь
ая
От 2-3
до 20-25 с
40
Субмакси
альная
От 20-25 с
до 3-5 мин
ольшая
она
ощности
Умеренная
О2
дефицит
% от
запроса
Основные
пути
ресинтеза
АТФ
Основные
источники энерги
До 20-30
90-95
КФ
Гликолиз
Внутримышечные
(КФ, гликоген)
10-30
80-100
50-80
Гликолиз
КФ
Аэробное
окисление
Внутри- и
внемышечные (КФ
гликоген мышц и
печени,
фосфолипиды)
От 3-5 до
40-50 мин
4,5-7
85-95
20-30
Аэробное Внутри- и
окисление внемышечные
Гликолиз гликоген мышц,
печени, липиды
Более 40-50
мин
3-4
60-80
До 5-10
Аэробное Преимущественно
окисление внемышечные
(гликоген печени и
Physiology of Energy
мышц, липиды)

27.

Динамика биохимических показателей крови при
выполнении спортивных нагрузок
Работа в зонах мощности
Биохимиче
ские
показатели
Покой
крови
макси
мальной
субмакси
мальной
большой
умеренной
До 10-16
До 20-25
8,9-16,6
4,0-5,5
До 6,9-7,0
7,3
Не измен.
Лактат,
ммоль/л
0,5-1,0
рН
7,36-7,42 7,2-7,3
Снижение Норма
щелочного
резерва, %
-40
-60
-12
Незначит.
измен.
Глюкоза,
ммоль/л
3,3-6,0
До 7-8
До 10-13
Незначит.
измен.
Возможно
снижение до
2,2-2,7
Мочевина, 2,5-8,0
ммоль/л
Не
измен.
Возможно повышение до 10-13
Physiology of Energy

28.

Режим работы
(состояние
организма)
Вид
Энерготрат
физичес
ы,
кой
кДж/с
нагрузки
Лактат
Ведущий
крови,
энергетиче
ский
ммоль/л
процесс
Покой
—
0,10-0,12
0,5-1,0
Аэробный
Мощность ПАО
Легкий бег
(2,73 м/с)
0,5-1,0
2,0-2,5
Аэробный
Мощность ПАНО
Марафон
(5,0-5,4
м/с)
1,5-1,8
4,0-4,5
Аэробный
Максимальная
мощность:
аэробная (100%
МПК)
Бег 1500м
(7, 17,5 м/с)
4,0-4,5
До 12-15
Аэробный и
гликолиз
гликолитическая
Бег 400-800
м
(8,5-9,0
м/с)
6,3-7,0
До 20-25
Гликолиз
анаэробная
Бег 60-100 м
(10 м/с)
До 8,0-8,2
До 6,0-8,0
Алактатный
(АТФ + КФ)
Physiology of Energy

29.

Physiology of Energy