Анаболизм без лекарств III

Если окисление происходит во внешней мембране митохондрий, то АТФ синтезируется во внутренней. Митохондрия — одно из самых поразительных изобретений природы. Если вдуматься, то митохондрии есть ни что иное, как живые молекулярные электростанции! Внутренняя мембрана митохондрий содержит так называемые дыхательные ферменты. Одни дыхательные ферменты присоединяют и отсоединяют атом водорода, передавая его с вещества на вещество. Другие отвечают за передачу электронов. В результате работы дыхательных ферментов и происходит генерация электрического мембранного потенциала, который запускает синтез АТФ. В процессе совершения химической, осмотической и механической работы, как, оказалось, расходуется не только энергия, запасенная в виде АТФ. Все виды работ могут совершаться и непосредственно за счет использования электрического мембранного потенциала без участия АТФ. Такой электрический потенциал между двумя мембранами митохондрий наряду с АТФ есть конвертируемая форма энергии в живой клетке. АТФ растворима в воде и хорошо подходит для использования в водной среде. Мембранный потенциал используется для совершения работы внутри липидных клеточных мембран, которые обладают водоотталкивающими свойствами. От такой работы зависит очень многое, в т. ч. и чувствительность клеток к гормонам, работа белков, каналов, через которые различные вещества проникают — внутрь клетки и выводятся из нее и т. д.

Совокупность окислительно-восстановительных реакций, протекающих в клетке, с использованием кислорода и называется «дыханием». Дыхание — это длинная цепь окислительно-восстановительных реакций, где водород, а так же электроны переносятся с окисляемых веществ на кислород воздуха. Путь прохождения водорода и электронов с окисляемого вещества на кислород является довольно длинным. Такой длинный путь имеет большое физиологическое значение, т. к. позволяет постепенно использовать энергию, освобождающуюся в результате переноса водорода и электронов от одних веществ к другим. Без постепенности, как мы уже знаем, бывают только взрывы.

Кислород — самый эффективный конечный присоединитель электронов. Самым эффективным он является потому, что позволяет добиться наибольшего выхода энергии по сравнению с другими веществами, способными присоединять электроны.

Основное количество энергии все ткани и органы получают за счет кислородного окисления веществ. Бескислородное окисление в обычных условиях является второстепенным, как менее эффективное в энергетическом отношении. Кислородное и бескислородное окисление в нормальных тканях сосуществуют, дополняя друг друга. Энергетически малоэффективное бескислородное окисление является в организме тем резервным механизмом, который может очень сильно активизироваться в экстремальных условиях. Бескислородное окисление может стать тем спасательным кругом, который позволяет клеткам выжить даже в условиях тяжелого, чрезмерно выраженного кислородного голодания.

Классическим примером здесь может послужить работа скелетной мышцы. При очень большой нагрузке (интенсивный бег, тяжелое базовое упражнение и т. д.) мышцы ставятся в экстремальные условия. Возникает опасный для мышечных клеток энергетический дефицит. Тут же срабатывает защитный механизм: интенсивность бескислородного окисления, например, в поперечно-полосатой мышце возрастает в 100, а иногда даже в 1000 раз и более по сравнению со спокойным состоянием. Чем выше уровень тренированности, тем большая интенсивность бескислородного окисления может быть достигнута при больших нагрузках.

В спортивной литературе мы постоянно встречаем утверждения о том, что силовая мышечная работа осуществляется за счет бескислородного (анаэробного) окисления. Такие утверждения требуют уточнения. Прежде всего: какая мышечная работа? Те мышцы, которые сформировались у человека в процессе эволюции, не предназначены для совершения больших усилий. Они невелики по объему и осуществляют свою работу в основном за счет кислородного окисления поставщиков энергии. Силовые тренировки ставят мышцы в неестественные для них условия. Это и заставляет мышцу включать аварийное бескислородное окисление. Бескислородное окисление, хотя и является малоэффективным в энергетическом отношении процессом, совершенно необходимо организму для быстрого реагирования на бескислородные условия и экстремальные нагрузки. Ведь при экстремальных нагрузках организм переходит на бескислородный путь окисления только лишь потому, что кислородные транспортные системы просто не успевают, да и не могут доставить к работающему органу адекватное количество кислорода. В организме высокотренированного спортсмена даже очень тяжелая силовая работа обеспечивается энергией на 50 % за счет бескислородного окисления и на 50 % за счет окисления кислородного.