Меню

Метаболизм в клетках мышц

Миф о мышцах и метаболизме

Одним из самых больших мифов о метаболизме является представление, будто с каждым новым фунтом (0,45 кг) мышечной массы ваш организм будет сжигать дополнительно 50-100 калорий в день.

По словам Адама Цикермана, автора книги «Программа здоровья. Сила десяти», «три дополнительных фунта (1,36 кг) мышц сжигают около 10 000 калорий в месяц».

Цикерман также говорит, что 3 лишних фунта мышц «сжигают столько же калорий, сколько вы бы сжигали, если бы пробегали 40 км в неделю, или выполняли 25 аэробных тренировок в месяц».

Вы также, наверное, читали о том, что мышцы «сжигают калории круглосуточно, чтобы поддерживать себя, даже когда вы спите или сидите за письменным столом».

Влияние мышечной массы на скорость обмена веществ

Когда вы набираете мышечную массу, скорость базового метаболизма (количество калорий, которое сжигает ваш организм в состоянии покоя) повышается. Но в этот период потребляется намного меньше тех 50-100 калорий, о которых часто пишут.

Откуда вообще появилась эта цифра в 50-100 калорий?

Я не знаю. Похоже, что это просто один из тех мифов, который так давно существует, что его правдивость уже не ставится под сомнение, подобно тому, как мы зачастую имеем неверные представления о многих вещах. Кто-то говорит что-то, потом кто-то другой это повторяет, а затем это повторяем и мы. И потом друг это становится фактом.

Если посмотреть на результаты исследований, посвященных изменениям мышечной массы и метаболизма, то может сложиться впечатление, что скорость обмена веществ в мышцах составляет около 50-100 калорий на фунт (≈100-200 кал/кг). Но если присмотреться внимательнее, то вы поймете, что не все так просто.

Хорошим примером может послужить исследование, в ходе которого изучалась группа из 26 мужчин, в течение 18 недель выполнявших силовые тренировки. За первые 8 недель эти мужчины набрали примерно 1, 27 кг сухой массы тела, а среднесуточный уровень метаболизма вырос на 263 калории.

Разделив возросший показатель базового метаболизма (263 калории) на увеличившийся показатель сухой массы тела (1,27 кг), мы получим 207 калорий на килограмм. Однако мы не можем предположить, что эта цифра отражает обмен веществ в мышцах.

Первая проблема заключается в том, что ежедневный метаболизм включает в себя затраты на физическую активность. Мы не можем с уверенностью сказать, что увеличение потребления калорий произошло только за счет появившейся мышечной массы.

Но это не единственная проблема.

С 8-й по 18-ю неделю эти мужчины набрали еще 0,8 кг сухой массы тела. Если бы мышцы оказывали такое большое влияние на метаболизм, то мы бы должны были увидеть очередное повышение скорости обмена веществ. Но этого не произошло. Также в ходе исследования не было выявлено никаких изменений в метаболизме во время сна.

Более того, методы измерения базового метаболизма и состава тела различаются по их точности и достоверности. Мы не знаем точно, меняется ли базовый уровень метаболизма из-за дополнительной мышечной массы, или же это погрешности измерений.

Кроме того, другие исследования показывают увеличение скорости базового метаболизма, даже когда в расчет принимается увеличение сухой массы тела. Ученые полагают, что в этом процессе помимо увеличения сухой массы также частично задействованы и другие механизмы (такие как изменение активности симпатической нервной системы).

И потом жир – это не просто «мертвая» ткань. Он выделяет такие белки, как лептин и цитокины, которые способны влиять на метаболизм.

Какова реальная скорость метаболизма в мышцах?

На самом деле в мышцах очень низкий уровень метаболизма, если они находятся в состоянии покоя, где они и пребывают большую часть времени. И метаболизм в мышцах уступает в скорости, по сравнению с другими частями организма.

В действительности, сердце и почки имеют самый высокий уровень метаболизм в состоянии покоя (400 калорий на кг). Мозг (218 калорий на кг) и печень (182) также имеют высокие показатели.

Читайте также:  Медицинский препарат для увеличение мышц

В отличие от этого, уровень базового метаболизма в скелетных мышцах всего 12 калорий на кг, а уровень сжигании жира – 4 калории на кг.

Орган или ткань Уровень ежедневного метаболизма
жир 4 калории на кг
мышцы 12 калорий на кг
печень 182 калории на кг
мозг 218 калорий на кг
сердце 400 калорий на кг
почки 400 калорий на кг

Другими словами, в то время как скелетные мышцы и жир играют 2 ведущие роли, их вклад в расход энергии в состоянии покоя меньше, чем у других органов.

Львиная доля энергии в состоянии покоя расходуется такими органами как печень, почки, сердце и мозг, которые составляют лишь 5-6% вашего веса.

Как это часто бывает в случаях с подобными вопросами, не все сходятся на точных цифрах.

Печатающийся в «American Journal of Clinical Nutrition» Роберт Вулф, доктор наук, профессор биохимии в «University of Texas Medical Branch», отмечает, что «каждые новые 10 килограмм мышечной массы приводят к увеличению расхода энергии на 100 калорий в день, при условии присутствия постоянного баланса между синтезом и распадом белка».

Это означает 10 калорий на килограмм – цифра, которая не сильно отличается от приведенной выше оценки в 12 калорий на килограмм.

Я хочу отметить важное различие между мышцами, которые находятся в состоянии покоя и мышцами, которые находятся в состоянии восстановления.

Приведенные выше оценки базового метаболизма в мышцах позволяют сделать предположение о том, что в организме должен происходить постоянный процесс распада и синтеза белка.

Однако большинство силовых упражнений ускорит оборот белка (т.е увеличит скорость его синтеза и распада), что увеличит расход калорий в течение нескольких часов (а в некоторых случаях дней) после тренировки.

И существуют исследования, которые доказывают, что чем больше у вас мышц, тем больше калорий вы будете сжигать после интенсивной тренировки.

После выполнения упражнений происходящим в организме процессам нужно время, чтобы прийти в норму. Израсходованные запасы глюкозы и жира должны пополниться. Поврежденные мышечные клетки нуждаются в восстановлении. Все это требует энергии.

И чем больше процессов должно быть восстановлено, тем больше калорий (в основном из жира) сжигается после того, как тренировка закончилась.

Другими словами, в то время как скорость метаболизма в мышцах в состоянии покоя не так высока, как считалось ранее, скорость метаболизма восстанавливающихся мышц демонстрирует, что люди с большей мышечной массой будут сжигать больше калорий в период после тренировки.

Что все это означает для вас?

Если вы замените 1 жира на 1 килограмм мышц в вашем теле, то ваш метаболизм вырастет на менее чем 20 калорий в день.

Потребуется огромное количество мышечной массы, чтобы существенно увеличить ваш метаболизм – гораздо больше, чем большинство людей сможет набрать в тренажерном зале.

Это подводит меня к еще одному важному моменту.

Среди людей с большими запасами жира, которые начинают тренировки с начала или после перерыва, лишь очень немногие смогут одновременно набирать большое количество мышечной массы и сжигать много жира. Организму не так легко делать эти две вещи сразу.

Вот почему я рекомендую сосредоточиться на одном из 2 процессов, если вы хотите прийти в форму – либо наращивать мышцы и минимизировать набор жира, либо сжигать жир, сохраняя мышечную массу.

Несмотря на то, что базовый метаболизм в мышах нет так высок, как считалось ранее, это не означает, что силовые тренировки бесполезны для сжигания жира. Это далеко не так. В действительности, они улучшат состав вашего тела несколькими путями.

Во-первых, силовые упражнения заставляют организм сжигать калории и жир не только во время тренировки, но и после нее, если вы достаточно тяжело тренируетесь.

Во-вторых, если вы не выполняете силовые упражнения во время пребывания на диете, то помимо жира вы будете терять много мышечной массы.

Читайте также:  Тонус мышц конечностей после инсульта

Если вам повезет набрать значительное количество мышц в процессе сжигания жира, то их влияние на базовый метаболизм будет малым, и, конечно, не будет составлять 10 000 дополнительных калорий в месяц.

Источник

Метаболизм в мышечной ткани

Химизм мышечного сокращения

Обмен веществ покоящихся мышц незначителен, при работе он повышается более чем в 100 раз. Для сокращения мышц необходимы: 1)гликоген, 2) миозин, 3) актин, 4) АТФ, 5) креатинфосфат, 6) ионы калия.

Накопление лактата ограничивает гликогенолиз и для ликвидации молочной кислоты требуется значительный период повышенного обмена. Происходит переход на аэробное окисление, благодаря увеличению транспорта кислорода в работающую мышцу и лактат окисляется до пирувата, который даст глюкозу и затем гликоген (в период отдыха), или в сердечной мышце окисляется до СО2 и Н2О при ликвидации “кислородной задолженности” с выделением большого количества энергии в цикле Кребса. Таким образом, молочно-кислое брожение идет в саркоплазме, а терминальное окисление – в митохондриях. В мышечной ткани особенно активны изоферменты лактатдегидрогеназы, причем ЛДГ1 сдвигает равновесие между лактатом и пируватом в сторону пирувата (в сердечной мышце) – начального метаболита аэробной стадии, а ЛДГ5 – в сторону лактата – конечного продукта анаэробного гликолиза (в скелетной мускулатуре).

митохондриальный фермент внепеченочных тканей

CH3-CO-CH2-COOH + НOOС-СН2-СH2-CO

ацетоацетил koA сукцинат

Схема химизма мышечного сокращения

ацетилхолин

потенциал действия

выделение ионов кальция из цистерн саркоплазматического ретикулума

взаимодействие кальция с Тn(с) переход его во включенное состояние

зацепление головок миозина за актин → актомиозин

А + М – АТФ М – АТФ – А – образование актомиозина

М – АТФ – А + Н2О М – АДФ – А + Фн + работа – изменение угла соединения головки миозина с 90˚ до 45˚

М – АДФ – А + АТФ М – АТФ + А + АДФ

М – АТФ имеет низкое сродство к А

Т – Cа ++ + SR + АТФ Т + SR – Ca ++ + АДФ + Фн – связывание Са ++

снова с саркоплазматическим ретикулумом.

Источники энергии для работы мышц. Некоторый резерв энергии находится в небольших количествах АТФ и креатинфосфата, который есть в мышце. Этого запаса хватает на 10-12 с. Дополнительное количество АТФ образуется под действием аденилаткиназы, которая катализирует реакцию: 2АДФ→АТФ+АМФ

Источники энергии для работы мышцы

Дата добавления: 2015-07-02 ; Просмотров: 1954 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Энергетический метаболизм в мышцах

Необходимо отметить, что в середине 20 века биологические стимуляторы практически не использовались, а в последние десятилетия они применяются довольно активно. Существенным фактором необходимо признать и улучшение тренерского подхода. Эта информация нужна для обсуждения особенностей воздействия разных биологически активных средств в соответствии с интенсивностью тренировки, ее продолжительностью и энергоснабжением мышц.

По пути энергоснабжения различают анаэробную, аэробную и анаэробно-аэробную зоны.

По продолжительности тренировки различают спринтерские и дальние дистанции; по работе мышц выделяют силовую, взрывную и скоростную выносливость; по видам нагрузки – общую и специальную.

Энергия, необходимая для осуществления главной функции мышц – их сокращения – хранится в виде аденозинтрифосфорной кислоты.

Энергию можно получить из фосфагенов, глюкозы, гликогена, незаменимых жирных кислот и кислорода.

Введение аденозинтрифосфорной кислоты извне в существенных количествах невозможно, поэтому нужно организовать условия для синтеза большого количества естественного аденозинтрифосфата. Этого добиваются путем тренировок, направленных на создание аденозинтрифосфата в процессе обмена веществ, а также снабжением биоактивными компонентами.

Скорость скопления и использования энергии сильно отличается в зависимости от работ, осуществляемых спортсменом, и вида спорта, в котором он практикует.

Было обнаружено, что работа ишемизированного миокарда останавливается при исчерпании клеточных ресурсов креатинфосфорной кислоты, хотя в клетках остается неиспользованным ок. 90% аденозинтрифосфата. Это продемонстрировало, что аденозинтрифосфат неравномерно располагается в клетке. Используемым является не весь аденозинтрифосфат, находящийся в клетке мышцы, а только его определенная часть, сосредоточенная в миофибриллах.

Читайте также:  Мышечная система мышцы верхних конечностей

Результаты дальнейших опытов продемонстрировали, что связь между клеточными хранилищами аденозинтрифосфата осуществляется креатинфосфорной кислотой и изоэнзимами креатинкиназы. В обычных условиях молекула аденозинтрифосфата, синтезированная в митохондрии, передает энергию креатину, который под влиянием изоэнзима креатинкиназы превращается в креатинфосфорную кислоту. Креатинфосфорная кислота перемещается к локализациям креатинкиназных реакций, где другие изоэнзимы креатинкиназы обеспечивают регенерацию аденозинтрифосфата из креатинфосфорной кислоты и аденозиндифосфата.

Высвобождающийся при этом креатин перемещается в митохондрию, а аденозинтрифосфат используется для получения энергии, в т.ч. для напряжения мышц. Интенсивность циркуляции энергии в клетке по креатинфосфорному пути намного больше скорости проникновения аденозинтрифосфата в цитоплазме. Это и является причиной падения концентрации креатинфосфорной кислоты в клетке, и обуславливает депрессию мышечного напряжения даже при незатронутости основного клеточного запаса аденозинтрифосфата.

Сегодня считается, что биохимическая роль креатинфосфорной кислоты состоит в результативном обеспечении клеточного перемещения энергии от точек ее синтеза к точкам использования.

В аэробной среде главными материалами для создания аденозинтрифосфата служат незаменимые жирные кислоты, глюкоза и молочная кислота, обмен которых в нормальных условиях обеспечивает синтез около 90% всего аденозинтрифосфата. В результате ряда преобразований из вышеперечисленных веществ создается кофермент А.

В митохондриях в ходе цитратного цикла осуществляется окисление кофермента А до двуокиси углерода и частиц водорода. Атомы водорода примыкают к цепи перемещения электронов (дыхательная цепь) и задействуются в восстановлении молекул кислорода до воды. Энергия, синтезируемая при транспорте электронов по дыхательной цепи, вследствие окислительного фосфорилирования преобразуется в аденозинтрифосфат.

Снижение количества транспорта кислорода к клеткам мышц приводит к стремительному разложению аденозинтрифосфата до аденозиндифосфата и аденозинмонофосфата, затем аденозинмонофосфат распадается до аденозина, ксантина и гипоксантина. Нуклеотиды сквозь саркоплазматический ретикулум проникают в интерстициальное пространство, что обуславливает неосуществимость регенерации аденозинтрифосфата.

В условиях кислородного голодания активируется бескислородный путь производства аденозинтрифосфата, основным ресурсом для которого является гликоген. Однако в анаэробной реакции синтезируется гораздо меньше аденозинтрифосфата, чем при аэробной реакции субстратов обмена. Аденозинтрифосфата, производимого в бескислородных условиях, недостаточно не только для работы миокарда, но и для сохранения градиентов ионов. Снижение концентрации аденозинтрифосфата приводит к уменьшению концентрации креатинфосфорной кислоты.

Активация бескислородного гликолиза приводит к образованию молочной кислоты и развитию ацидоза. В результате нехватки фосфатов-макроэргов и клеточного ацидоза развивается нарушение аденозинтрифосфат-зависимых механизмов ионной транспортировки, отвечающих за устранение ионов кальция из клеток. Скопление ионов кальция в митохондриях провоцирует дисбаланс окислительного фосфорилирования и усугублению нехватки энергии. Рост количества ионов кальция в миоплазме при нехватке аденозинтрифосфата приводит к созданию надежных актино-миозиновых мостиков, что не позволяет миофибриллам расслабиться.

Нехватка аденозинтрифосфата и избыток ионов кальция вместе с ускорением производства и ростом концентрации в мышце катехоламинов активирует липидную триаду. Прогрессирование липидной триады приводит к разрушению липидного слоя клеточных мембран. Это провоцирует перенапряжение миофибрилл и их деструкцию. Ионы кальция притягивают неорганические соли, эфиры фосфорной кислоты и другие отрицательно заряженные ионы, собирающиеся в клетке при кислородном голодании.

Восстановление метаболизма по зонам проводится следующим путем: в анаэробной алактатной зоне для организации быстрой, наиболее интенсивной, кратковременной работы пополняется запас макроэргов и ионов кальция.

В анаэробной лактатной зоне с образованием лактата при работе средней интенсивности необходимо также пополнять запас креатинфосфорной кислоты, гликогена и веществ, повышающих устойчивость к гипоксии. Организм должен быть способен эффективно утилизировать циркулирующий в нем кислород, продукты распада и восполнять во время работы резервы сахаридов.

Интенсивность аккумуляции или восстановления при предварительных энергетических затратах бывает разной. Это обусловлено здоровьем организма, видом спорта, а также использованием и эффектом различных биологически активных средств.

Таким образом, чтобы энергетический запас не менялся, необходимо либо понизить затраты, либо усилить восстановление. При спортивных занятиях скорость энергетических затрат увеличивается в несколько раз, что обуславливает необходимость в столь же быстром восстановлении.

Автор: Пашков М.К. Координатор проекта по контенту.

Источник

Adblock
detector