Бодибилдинг без стероидов

Энергия распада других веществ для сокращения мышцы не подходит. Соответственно, во время мышечного сокращения происходит распад АТФ в работающей мышечной клетке. И если бы не было механизмов восстановления этого вещества, то мышца, сократившись один-два раза, навсегда потеряла бы эту способность. Но природа предусмотрела возможность восстанавливать АТФ.

Каким образом?

Во-первых, запасы АТФ в клетке довольно значительны, хотя их хватает для обеспечения мышечной работы только в течение 0,1 секунды (наверное, для клетки это довольно значительный отрезок времени).

Особенность мышечной ткани – очень быстрые изменения концентрации АТФ (в 100 раз и более).

Но в мышечной клетке идет очень быстрый ресинтез (т. е. повторный синтез) АТФ. За счет чего?

Оказывается, для восстановления АТФ уже подходит энергия распада практически любого вещества. Обычно это углеводы, реже – жиры, еще реже – белки или другие вещества. Запасы этих веществ поступают в организм вместе с пищей.

АТФ в основном образуется в специальных органоидах – митохондриях (от греческих слов mitos – нить и chondrion – зернышко, крупинка).

Все термины (на рисунке ниже) запоминать вовсе не обязательно, но следует знать, что митохондрии ограничены двумя мембранами – наружной и внутренней. Наружная мембрана регулирует поступление веществ в митохондрию и их выведение из нее. Внутренняя мембрана образует складки (кристы), обращенные внутрь митохондрии. Внутри митохондрии находится так называемый матрикс, содержащий различные ферменты, ионы кальция и магния, ДНК (на рисунке надпись DNA, где А – это acid, то есть, кислота) и рибосомы митохондрий.

Синтез АТФ в мышечной ткани: 1 – внешняя мембрана; 2 – DNA, 3 – внутренняя мембрана; 4 – криста; 5 – матрикс; 6 – межмембранное пространство; 7 – АТР-синтаза; 8 – креатин-киназа; 9 – ферменты липидного обмена; 10 – переносчик; 11 – ферменты окислительного метаболизма; 12 – нуклеотид-киназа; 13 – порин; 14 – «дыхательная цепь»

Митохондрии очень малы – около 1x2 мкм (микрона).

Они найдены в большом количестве почти во всех эукариотических клетках.

Эукариомты, или ядерные, – надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядра. В частности, животные организмы являются ядерными.

Обычно в клетке содержится около 2000 митохондрий, общий объем которых составляет до 25 % от общего объема клетки.

Другими словами, поперечнополосатая мышца состоит из клеток, в которых, в свою очередь, имеются митохондрии.

Схематическое изображение клетки: 1 – ядрышко; 2 – ядро; 3 – рибосома; 4 – везикула; 5 – rough endoplasmic reticulum; 6 – аппарат Гольджи; 7 – клеточная стенка; 8 – smooth endoplasmic reticulum; 9 – митохондрия; 10 – вакуоль; 11 – гиалоплазма; 12 – лизосома; 13 – центросома

Если мы поднимемся значительно выше клеток, то обнаружим такую структуру, которая называется саркомер (sarcomere). Это основная сократительная единица поперечнополосатой мышечной ткани. Саркомер – участок миофибриллы, расположенный между двумя телофрагментами, включает диск А и лежащие по обе стороны от него половины дисков I (см. схему).

В процессе сокращения длина диска А (анизотропного) не изменяется, а укорачиваются светлые диски I. При сокращении происходит втягивание тонких нитей в промежутки между тонкими, что приводит к сокращению саркомера на 1/3 его длины.

Толстая нить состоит из молекул белка миозина. Миозин – крупный олигомерный белок.

В состав тонких нитей входят три белка: сократительный белок актин; регуляторный белок тропомиозин; регуляторный белок тропонин.

Вновь вернемся к термину «поперечнополосатые». Происходит он оттого, что существует так называемая специализация мышц. Причем обеспечение энергией у разных мышечных клеток принципиально различается – есть «красные» и «белые» мышцы.

Красные мышцы – «медленные» оксидативные (работающие при достаточном количестве кислорода) мышцы. Они имеют хорошее кровоснабжение, много митохондрий, высокую активность ферментов окислительного фосфорилирования. Предназначены для работы в аэробном (при постоянном снабжении кислородом) режиме. Например, такие мышцы служат для поддержания тела в определенном положении (позы, осанка).

Схема строения саркомера

Белые мышцы – «быстрые», гликолитические. В них много гликогена, у них слабое кровоснабжение, высокая активность ферментов гликолиза, креатинфосфокиназы, миокиназы. Они обеспечивают работу максимальной мощности, но кратковременную. И все это без участия кислорода – в так называемом анаэробном режиме.

Рассмотрим более подробно этот режим работы мышц.

Во-первых, без участия кислорода в мышечных клетках способны расщепляться не все вещества, а только определенные виды углеводов (глюкоза и ее производное – гликоген, причем обычно используется гликоген) и химическое вещество под названием креатинфосфат. Запасы этих веществ в клетке небезграничны. Креатинфосфат или гликоген должны либо восстанавливаться, либо поступать из крови. На оба процесса требуется определенное время, в течение которого интенсивную работу выполнять уже невозможно.