Жив ли Христос?
Воскрес ли Христос из мертвых?
Исследователи изучают факты

Иисус Христос объявил:
Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь.
Кто же Он на самом деле ?

Важные Материалы о Жизни и Смерти.

Кровоснабжение и метаболизм сокращающихся мышц. Энергетика мышцы.

Кровоснабжение и метаболизм сокращающихся мышц

text_fields
text_fields
arrow_upward

Между кровоснабжением, метаболизмом и функцией мышечных клеток су­ществует тесная взаимосвязь. Кровоток в скелетных мышцах в покое составляет 2-5 мл • 100 г-1 • мин-1. Поскольку общая масса мышц равна примерно 30 кг, суммарный кровоток через всю мышечную ткань составляет приблизительно 900-1200 мл/мин, то есть 15-20% от минутного объема крови (МОК). При максимальной физической нагрузке мышечный кровоток может достигать 24-27 л/мин при МОК,   равном  30  л,  то  есть  80-90  %   общего  кровотока.

Величина кровоснабжения сокращающихся мышц зависит от ряда факторов:

Во-первых, от степени расширения мышечных сосудов. Благодаря вазодилятации увеличивается радиус всех мышечных со­судов — от артериол до довольно крупных (например, бедренной артерии при сокращении мышц голени). Понижение тонуса гладко-мышечных клеток сосудов во время работы скелетных мышц про­исходит вследствие действия на них местных метаболических (недо­статок О2, избыток СО2, повышенная концентрация ионов водорода, увеличенное содержание АТФ и АДФ, повышенная осмолярность и др.) и физических факторов (уменьшение трансмурального давления, уменьшение степени растяжения гладкомышечных клеток сосудистой стенки, увеличение скорости тока крови в сосуде и др., см. главу 7). Полное раскрытие сосудов происходит через 60-90 с после начала работы. При максимальных ритмических сокращениях не­большой мышечной группы кровоснабжение мышц может достигать 200-250   мл   100  г-1   ■   мин  -1.

Во-вторых, от величины механического препятствия кровотоку. При  максимальных  произвольных  сокращениях  давление   на  сосуды мышц может в 2- 3 раза превышать уровень систолического арте­риального давления (АД). Степень сжатия сосудов зависит от силы сокращения. При статической работе кровоток уменьшается уже при нагрузках, превышающих 8- 10% МГТС. При статических усилиях более 30-40 % МПС кровоснабжение мышц практически прекраща­ется. Восстанавливается кровоток через мышцу лишь после оконча­ния работы (рис.4.9.).

Схема изменений кровотока во время ритмических сокращений скелетных мышц
Рис.4.9. А. Схема изменений кровотока во время ритмических сокращений скелетных мышц человека.
Б. Кровоснабжение мышц предплечья и голени в конце статической работы «до отказа» с различными усилиями (темные кружки) и сразу после ее окончания (светлые кружки).

При ритмических сокращениях кровоток ми­нимален в фазу напряжения и максимален в период расслабления. Средний кровоток при динамической работе всегда намного больше, чем в покое и при статической работе. Это объясняет, почему при динамической работе, при которой сокращение и расслабление по­стоянно чередуется, мышцы утомляются меньше, чем при статичес­кой  нагрузке.

В-третьих, от размеров работающих мышечных групп. При мощной ритмической работе все сокращающиеся мышцы максимально могут использовать 80-90% МОК. Поэтому, чем меньше по размерам рабо­тающие мышечные группы, тем большее количество крови они могут получить в  минуту,   тем  выше  будет  их  работоспособность.

В-четвертых, от величины регионарного среднего артериального давления. Чем выше этот показатель при работе, тем больше (при прочих равных условиях) снабжаются кровью активные мышечные волокна. Важное значение в увеличении кровоснабжения ритмически сокращающихся мышц имеет работа «мышечного насоса», способ­ствующего снижению среднего венозного давления и увеличению, благодаря  этому,  артерио-венозного градиента давления.

Энергетика мышцы

text_fields
text_fields
arrow_upward

Единственным прямым источником энергии для мышечного сокращения служит АТФ. При активации мышцы повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция приводит к сокращению и усиленному расщеплению АТФ, интенсивность метаболизма повышается в 100- 1000 раз. АТФ гидролитически рас­щепляется с помощью миозин-АТФфазы до АДФ и неорганичес­кого фосфата. Расщепление одного моля АТФ обеспечивает около 48 кДж энергии. 40- 50% этой энергии преобразуется в механичес­кую работу, а 50-60% превращается в тепло. В естественных усло­виях в мышце лишь 20- 30% всех энерготрат идет на механическую работу, поскольку часть энергии используется для работы ионных насосов и окислительного восстановления АТФ. Для поддержания длительной работы мышц требуется постоянное восстановление АТФ с  той же  скоростью,  с  какой она расходуется.

Ресинтез АТФ осуществляется в мышце анаэробным (без участия кислорода) и аэробным (с участием кислорода) путем. Для образо­вания АТФ в сокращающейся мышце могут действовать три энер­гетические системы: фосфагенная, или АТФ-КрФ система, гликоли-тическая и окислительная. Эти системы отличаются по энергетичес­кой емкости, то есть по максимальному количеству образуемой энергии и энергетической мощности, то есть по максимальному количеству  энергии,   образующейся  в  единицу  времени.

Восстановление АТФ во время сокращения осуществляется почти мгновенно, как только она расщепляется до АДФ. Происходит это за счет энергии другого высокоэнергетического фосфатного соеди­нения — креатинфосфата (КрФ). Фосфагенная система (АТФ-КрФ) обладает наибольшей мощностью. Однако ее емкость сравнительно невелика. Поэтому, ресинтез АТФ за счет распада КрФ используется лишь в самом начале любой работы, когда еще ни гликолитическая, ни, тем более, окислительная системы не успевают развернуться, а так же при работе максимальной мощности, при которой только анаэробная фосфагенная система способна осуществлять ресинтез АТФ с подобной скоростью. Правда, такая работа не может про­должаться  более   5-6  с.

В основе деятельности гликолитической системы лежит процесс анаэробного расщепления углеводов (гликогена, глюкозы) до молочной кислоты. При этом каждая молекула глюкозы дает энергию для образования 3 молекул АТФ. Во время этой реакции скорость об­разования АТФ в 2-3 раза выше, а механическая работа в 2-3 раза больше, чем при длительной аэробной работе. Однако, емкость гликолитической системы намного меньше, чем окислительной (хотя в 2,5 раза больше, чем фосфагенной). Поэтому работа при анаэроб­ном гликолизе в качестве ведущего источника энергии может про­должаться лишь короткое время — от 20 с до 1-2 мин. Заканчи­вается такая работа на фоне значительного накопления молочной кислоты   в  клетках  и  в  крови.

Таким образом, гликолитическая энергетическая система функци­онирует в том случае, когда сокращающиеся мышцы снабжаются кислородом в недостаточной степени. По мере удлинения времени работы и развертывания кислородтранспортной системы (на это уходит 2-3 мин), ресинтез АТФ начинает осуществляться, в основ­ном,   за  счет  окислительного  фосфорилирования.

При продолжительной и мало интенсивной работе потребности мышц в кислороде удовлетворяются полностью. Необходимая для ресинтеза АТФ энергия поступает в результате окисления углеводов и жиров. Чем больше мощность работы, тем относительно меньше энергетический вклад окисляемых жиров в общую энергопродукцию сокращающихся  мышц.

При работе очень большой мощности окисляются, в основном, углеводы, а при малоинтенсивной — жиры. При аэробном расщеп­лении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, то есть значительно больше, чем в процессе анаэробного гликолиза. Ем­кость окислительной энергетической системы в тысячи раз превы­шает емкость фосфагенной и гликолитической систем. Именно поэ­тому, при достаточном кровоснабжении мышечных волокон и по­ступлении к ним кислорода, работа может выполняться мышцами на протяжении  многих  часов.

Иисус Христос объявил: Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь. Кто же Он на самом деле ?

Жив ли Христос? Воскрес ли Христос из мертвых? Исследователи изучают факты