Потребление кислорода мышцами

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности потребность в кислороде возрастает во много раз, однако сразу она не может быть удовлетворена. Необходимо время, чтобы усилилась деятельность систем дыхания и кровообращения и чтобы кровь, обогащенная кислородом, могла дойти до работающих мышц. По мере усиления активности этих систем постепенно увеличивается потребление кислорода в работающих мышцах. Если при работе ЧСС превышает 150 уд • мин ^-1, то скорость потребления О₂ возрастает до тех пор, пока не наступит «истинное устойчивое состояние» метаболических процессов, при котором потребление 0₂ в данный момент времени точно соответствует потребности организма в нем.

Уровень потребления 0₂ в устойчивом состоянии зависит от мощности выполняемого упражнения (рис. 143). При интенсивной работе мощностью более 200 Вт (ЧСС 150—180 уд • мин ^-1) устойчивое состояние не устанавливается и потребление О₂ может возрастать до конца работы либо до достижения максимально возможного уровня. В последнем случае может наблюдаться «ложное устойчивое состояние», когда потребление О₂ некоторое время (6—10 мин) поддерживается на максимальном уровне не потому, что потребность организма в кислороде полностью удовлетворяется, а потому, что исчерпаны возможности сердечно-сосудистой системы доставлять его к тканям. Эта система существенно ограничивает доставку О₂ к мышцам. Однако основным лимитирующим фактором на уровне мышечных волокон является способность митохондрий утилизировать кислород и способность окислительных ферментов использовать его в работающих мышцах. Максимальный уровень потребления О₂ не может поддерживаться долго: во время длительной работы он снижается из-за утомления.

Количество кислорода, необходимое организму для полного удовлетворения энергетических потребностей за счет аэробных процессов, называется кислородным запросомработы. При интенсивной работе реальное потребление кислорода — кислородный приход — составляет только небольшую часть кислородного запроса. Разность между кислородным запросом работы и реально потребляемым кислородом составляет кислородный дефициторганизма. В условиях кислородного дефицита активируются анаэробные реакции ресинтеза АТФ, что приводит к накоплению в организме недоокисленных продуктов анаэробного распада (рис. 144).

При работе в устойчивом состоянии часть анаэробных метаболитов может окисляться за счет усиления аэробных реакций в процессе работы, а другая их часть устраняется после работы. При работе, когда не устанавливается устойчивое состояние или при «ложном» устойчивом состоянии, количество недоокисленных продуктов постоянно увеличивается и устраняются они только в восстановительном периоде (рис. 145).

Для восстановления энергетических источников и окисления недоокисленных продуктов требуется дополнительное количество кислорода, поэтому некоторое время после окончания работы потребление его продолжает оставаться повышенным по сравнению с уровнем покоя. Этот излишек кислородного потребления в период восстановления получил название "кислородный долг".Кислородный долг всегда больше кислородного дефицита, и чем больше интенсивность и продолжительность работы, тем значительнее это различие (рис. 146).

В период восстановления после мышечной работы, когда в организме имеется достаточное количество субстратов биологического окисления и поставка кислорода к митохондриям клеток не ограничена, уровень кислородного потребления зависит от количества свободной АТФ, осуществляющей дыхательный контроль в митохондриях. Субстратами окислительных энергетических превращений являются накопившиеся во время работы анаэробные метаболиты: молочная кислота, янтарная кислота, глицерофосфат, глюкоза, а на поздних стадиях восстановления — и жирные кислоты. Источником АДФ являются энергопотребляющие процессы, в первую очередь ресинтез КрФ из креатина, восстановление запасов гликогена и глюкозы, восстановление нарушенной во время работы структуры клеточных мембран, функционирование дыхательной и сердечно-сосудистой систем, активность которых некоторое время после работы сохраняется повышенной.

Часть потребленного в период отдыха кислорода используется для восстановления миоглобинового и гемоглобинового запаса. При работе, вызывающей утомление, эффективность использования кислорода снижается вследствие частичного разобщения процессов окисления энергетических субстратов и образования АТФ. Разобщение может сохраняться и после работы, что обусловливает увеличение потребления кислорода по сравнению с уровнем покоя.

Кислородный долг при работе различной интенсивности может вызываться разными факторами. Так, при кратковременной интенсивной работе в образовании кислородного долга решающую роль играет израсходование запасов КрФ и АТФ, а при продолжительной работе — расходование гликогена и смещение кислотно-основного равновесия.

После работы, выполненной в устойчивом состоянии, кислородный долг наполовину восполняется уже за 30 с, а полностью — за 3—5 мин. После интенсивной работы "погашение" кислородного долга происходит в две фазы: сначала быстрое, а затем — медленное, затяжное возвращение к дорабочему уровню потребления кислорода (см. рис. 146).

Быстрый компонент О₂-долга (алактатный) включает то количество кислорода, которое необходимо для ресинтеза АТФ и КрФ. Он характеризует вклад креатинфосфатного механизма в энергетическое обеспечение работы.

Медленный компонент О₂-долга (лактатный) включает то количество кислорода, которое необходимо для окисления образовавшейся молочной кислоты при выполнении работы. Его величина может характеризовать участие гликолитического механизма в энергетическом обеспечении мышечной работы, а при длительной работе — и других процессов, долю которых оценить весьма затруднительно. Медленный компонент 0₂-долга восполняется наполовину за 15—25 мин, а полностью устраняется за 1,5—2 ч.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 907; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!