Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимия спорта
Биохимическая характеристика процессов восстановления при мышечной деятельности
Устранение продуктов распада в период отдыха после мышечной работы

Молочная кислота, образующаяся в работающих мышцах в результате уси­ления анаэробного гликолиза, подвергается окислительному устранению в первые минуты отдыха после окончания упражнения. В начальный период восстановления концентрация молочной кислоты в работающих мышцах превышает ее концентрацию в крови, затем происходит быстрый отток на­копившейся в мышцах за время работы молочной кислоты в кровь. Обычно к 7—10-й минуте восстановительного периода концентрация молочной кислоты в мышцах и крови достигает равновесия, а на более поздних этапах восстановления (от 20 мин и далее) ее концентрация в крови пре­вышает содержание лактата в мышцах. В этот период мышцы становятся основным местом окислительного устранения избытка накопившейся молочной кислоты в организме. Как видно из рис. 163, требуется около 25 мин для устранения половины количества молочной кислоты, которое накопилось за время работы.

Часть молочной кислоты (свыше 60 %), образовавшейся за время ра­боты, подвергается полному окислению до СО₂ и воды. За счет выделив­шейся энергии аэробного окисления часть молочной кислоты (до 20 % об­щего количества, образовавшегося за время работы) превращается в гли­коген в ходе процесса глюконеогенеза, а другая часть используется для новообразования аминокислот и в последующем может быть обнаружена в составе вновь синтезируемых тканевых белков, и только незначительная ее часть экскретируется с мочой и потом (рис. 164).

Процесс устранения молочной кислоты в период восстановления пос­ле работы тесно связан со скоростью оплаты медленной фракции кисло­родного долга. Соотношение между количеством устраненной молочной кислоты и количеством потребленного кислорода при ликвидации медлен­ной фракции кислородного долга обнаруживает значительные индивиду­альные различия в зависимости от типа выполняемого упражнения и усло­вий отдыха после работы. Устранение молочной кислоты после работы заметно ускоряется, если во время восстановления будут выполняться уп­ражнения умеренной интенсивности. Как показано на рис. 165, наиболь­шая скорость устранения молочной кислоты, накопившейся за время ра­боты, достигается в случае, когда интенсивность "восстановительного уп­ражнения" составляет 35—40 % величины индивидуального VO_2mах.

Рис. 163 Скорость удаления лактата из мышц и крови в период восстановления

Рис. 164 Использование лактата, устраняемого в период отдыха после мышечной работы

Рис. 165 Влияние упражнений умеренной интенсивности на скорость удаления лактата из крови

Наряду с устранением молочной кислоты в период отдыха после за­вершения работы происходит возвращение к исходным значениям содер­жания в мышцах и крови других важнейших метаболитов — аланина, пиро­виноградной кислоты, аммиака, неорганического фосфата, водородных ионов, а также восполняются запасы O₂, депонированного в миоглобине красных мышечных волокон (рис. 166).

Аланин и пировиноградная кислота, образующиеся в работающих мышцах, в период отдыха после окончания упражнения используются для синтеза глюкозы в процессе глюконеогенеза. Ряд других аминокислот мо­гут превращаться в аланин с участием глутамата, и этот метаболический путь служит для поддержания постоянства концентрации глюкозы в крови и восстановления запасов гликогена в мышцах и печени.

Выполнение интенсивных упражнений в течение длительного времени приводит к усилению распада белков в работающих мышцах, в результа­те чего в мышцах и крови увеличивается концентрация конечного продук­та белкового распада — аммиака. Максимальная концентрация аммиака в крови после напряженной мышечной работы обычно достигается на 5—6-й минуте восстановительного периода и быстро уменьшается с увеличе­нием времени отдыха.

После интенсивной мышечной деятельности в крови увеличивается концентрация ионов водорода. Динамика этих изменений зеркально отра­жает картину изменений концентрации молочной кислоты. Наибольшие концентрации Н⁺ наблюдаются в течение первых 2—3-х минут отдыха после окончания работы и возвращаются к нормальным значениям в течение 20 мин восстановления. Близкая картина наблюдается в изменениях кон­центрации неорганического фосфата в крови. Динамика неорганического фосфата в период отдыха после интенсивного упражнения тесно связана со скоростью ресинтеза КрФ в работающих мышцах. Если выполнение ра­боты сопровождалось значительным потоотделением, то в восстанови­тельном периоде восполняются тканевые запасы воды и минеральных со­лей, которые должны привноситься с продуктами питания.

Рис. 166 Изменение концентрации аланина (а), пировиноградной кислоты (б) и аммиака (а) в крови в период восстановления после напряженной мышечной работы

Количество кислорода, используемого во время работы из миоглобиновых депо красных мышечных волокон, относительно невелико: у челове­ка с массой тела более 70 кг оно составляет всего около 500 мл. Однако эти запасы кислорода играют важную роль в поддержании аэробного ме­таболизма во время интенсивной прерывистой мышечной работы. При этом участие миоглобиновых резервов кислорода может достигать 90 % общего энергетического запроса, что превышает относительную долю участия в энергетике работы фосфагенов и анаэробного гликолиза. Миоглобиновые запасы кислорода быстро восполняются в течение первых минут восстановления после завершения работы. Этот процесс наряду с затратами O₂ на ресинтез КрФ составляет основной объем быстрой фрак­ции кислородного долга.