Что происходит с этим водородом?

Цикл Кребса связан с серией реакций, которые называются цепочкой переноса электронов.

Водород, выделяющийся во время гликолиза и в цикле Кребса, соединяется с двумя коферментами — никотинамид-аденин-динуклеотидом и флавин-аденин-динуклеотидом, которые переносят атомы водорода в цепочку переноса электронов, где они расщепляются на протоны и электроны. В конце цепочки Н+ соединяется с кислородом, образуя воду и тем самым предотвращая подкисление.

Электроны, отделившиеся от водорода, принимают участие в серии реакций и в конечном итоге обеспечивают энергию для фосфорилирования АДФ, а следовательно, образования АТФ.

Поскольку этот процесс проходит с участием кислорода - аэробный, он называется окислительным фосфорилированием.

Образование энергии за счет углеводов.Окислительная система образования энергии обеспечивает получение 39 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы. Если процесс начинается с глюкозы, образуется 38 молекул АТФ (вспомним, что одна молекула АТФ используется до начала гликолиза для образования глюкозо-фосфата). В табл. 5.2 показано количество образующейся энергии.

МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ

Как уже отмечалось, углеводы и жиры — предпочтительные источники энергии нашего организма.

Однако используются и белки или, скорее, аминокислоты, из которых они состоят. Некоторые аминокислоты могут превращаться в глюкозу (посредством глюконеогенеза). Другие могут превращаться в различные промежуточные продукты окислительного метаболизма (такие, как пируват или ацетил-КоА), чтобы принять участие в окислительном процессе.

Количество энергии, образуемой белками, довольно трудно определить в отличие от энергии, образуемой углеводами или жирами, поскольку белки также содержат азот. При катаболизме аминокислот некоторое количество азота используется для образования новых аминокислот, остальное количество азота превращается в мочевину и выделяется главным образом с мочой. Этот процесс требует использования АТФ и, следовательно, приводит к затратам некоторого количества энергии.

Поскольку здоровый организм использует небольшое количество белков в состоянии покоя и при выполнении физической нагрузки (как правило, намного меньше 5-10 % всех затрат энергии), при оценке затрат энергии метаболизм белков просто не принимают во внимание.

РЕАКЦИИ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ НА ФИЗИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

Реакции эндокринной системы на кратковременный цикл физической нагрузки иллюстрирует табл. 6.3. В ней приведены гормоны, которые, как считают, играют главную роль в спортивной и мышечной деятельности.

ВЛИЯНИЕ ГОРМОНОВ НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ

Как мы уже знаем из двух предыдущих глав, для удовлетворения повышенных потребностей организма в энергии при мышечной деятельности необходимо повышенное количество глюкозы для утилизации мышцами. Вспомним, что глюкоза содержится в организме в виде гликогена, в основном в мышцах и печени. Для высвобождения глюкозы необходимо увеличение интенсивности гликогенолиза. Освободившаяся из печени глюкоза попадает в кровь и циркулирует по всему телу, поэтому ее могут использовать активные ткани. Глюконеогенез может привести к повышению уровней глюкозы в плазме. Рассмотрим гормоны, участвующие как в гликогенолизе, так и в глюконеогенезе.

Содержание глюкозы в плазме

Действия четырех гормонов направлены на увеличение количества циркулирующей в плазме глюкозы:

1) глюкагон;

2) адреналин;

3) норадреналин;

4) кортизол.

Концентрация глюкозы в плазме во время мышечной деятельности зависит от соотношения между потреблением ее мышцами и выделением печенью. В состоянии покоя выделению глюкозы из печени способствует глюкагон, обеспечивающий расщепление гликогена печени и образование глюкозы из аминокислот.

Во время физической нагрузки усиливается секреция глюкагона, адреналина и норадреналинаобеспечивающих усиление гликогенолиза - расщепление гликогена печени, а также повышается уровень кортизола - усиливает катаболизм белков, освобождая аминокислоты для глюконеогенеза (образование глюкозы из аминокислот), который реализуется в печени.

Таким образом, все четыре гормона увеличивают количество глюкозы в плазме, усиливая процессы гликогенолиза и глюконеогенеза.

Кроме того, гормон роста повышает мобилизацию свободных жирных кислот и снижает клеточное потребление глюкозы, вследствие чего клетки используют меньше глюкозы (больше глюкозы остается в системе кровообращения), а гормоны щитовидной железы способствуют катаболизму глюкозы и метаболизму жиров.

Количество глюкозы, выделяемой печенью, зависит от интенсивности и продолжительности физической нагрузки. С увеличением интенсивности увеличивается выделение катехоламинов.

Это может вынудить печень выделять больше глюкозы, которую используют активные мышцы. На рис. 6.8 показан уровень глюкозы после кратковременной нагрузки "взрывного" типа. К концу 60-секундной спринтерской нагрузки (езда на велосипеде) уровень глюкозы в плазме превышает ее содержание в состоянии покоя, что свидетельствует о том, что количество выделяемой глюкозы превышает ее потребление.