Анаэробный гликолиз простыми словами
Разберём подробно механизм анаэробного гликолиза – одну из систем анаэробного энергообеспечения, которая является менее мощной, чем креатинфосфатная, но более долгоиграющей.
Давайте по порядку.
Для работы мышц необходимо наличие в мышечных клетках (волокнах) АТФ – универсального источника энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности клетки.
Запасы АТФ в мышцах невелики, их хватает на краткосрочную работу. Дальнейшая работа обеспечивается за счет разрушения энергетических субстратов (креатинфосфата, гликогена, глюкозы, жирных кислот, пирувата, лактата) с выделением энергии, которая тратится на ресинтез (восполнение) АТФ, что позволяет нам непрерывно осуществлять мышечную деятельность.
В нашем организме существует 4 системы ресинтеза АТФ:
- две анаэробных:
- две аэробных:
Подробная характеристика систем энергообеспечения изложена у вас в учебнике на странице 47.
В условиях достаточного поступления кислорода в мышцы (и достаточного кол-ва митохондрий для текущего уровня мощности работы) ресинтез АТФ протекает с основном в аэробных системах энергообеспечения. Это экономичные системы ресинтеза АТФ, которые не могут обеспечить нам мощную работу, однако, позволяют продолжительное время выполнять низкоинтенсивную работу (ходьба, бег трусцой, бытовая активность).
После достижения определенного порога мощности работы, порога анаэробного обмена – ПАНО (или в силу утомления от долгой работы), когда для протекания процессов ресинтеза АТФ аэробным системам не хватает кислорода (это главный ограничивающий фактор их работы), то в работу подключаются анаэробные пути энергообеспечения.
Анаэробный гликолиз (одна из анаэробных систем ресинтеза АТФ) – это расщепление глюкозы в отсутствии или при недостаточном количестве кислорода.
Анаэробной гликолиз помогает нам выполнять физическую нагрузку субмаксимальной мощности и главным ограничивающим фактором работы данной системы является ацидоз.
Ацидоз — смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности (уменьшению pH) в следствии накопления ионов водорода в работающих мышцах и дальнейшем их попадании в кровоток.
Источниками для анаэробного гликолиза служат глюкоза и гликоген.
Продуктами метаболизма анаэробного гликолиза выступают, в первую очередь, ионы водорода (которые, собственно, и являются причиной ацидоза), пируват -> лактат.
В ходе гликолиза глюкоза и гликоген подвергаются фосфорилированию обращаясь в глюкозо-6-фосфат. Далее данная молекула глюкозы распадается надвое, превращаясь в две молекулы пирувата, затем в лактат. Высвободившаяся энергия идет на образование двух молекул АТФ.
Что же происходит дальше?
Запасы глюкозы и гликогена в нашем организме небесконечны. При выполнении продолжительной работы, запасы глюкозы и гликогена исчерпываются, поэтому организм вынужден создавать глюкозу из неуглеводных соединений (в частности, пирувата — конечный продукт анаэробного гликолиза). Этот процесс называется глюконеогенезом, не путать с гликогенолизом и с гликогенезом.
Пируват, который образовался в мышцах, превращается в лактат, который с кровотоком отправляется в печень, там снова превращается в пируват и с затратами энергии со стороны организма в виде 6 молекул АТФ, пируват путём глюконеогенеза превращается в глюкозу, которая с кровью попадает в мышцы для дальнейшего обеспечения мышечной работы.
Скелетная мышца не способна снова превращать лактат в глюкозу даже в аэробных условиях: ей не хватает ферментов глюконеогенеза. По этой причине происходит циркуляция метаболитов между мышцами и печенью — последняя имеет соответствующий ферментный комплекс.
Цикл, указанный на схеме выше, представляет собой метаболический путь, при котором лактат, вырабатываемый в результате анаэробного гликолиза в мышцах, транспортируется в печень и превращается в глюкозу (через промежуточное превращение в пируват), которая затем возвращается в мышцы и циклически метаболизируется обратно в лактат. Каждый цикл должен поддерживаться чистым потреблением 4 молекул АТФ (-6АТФ/+2АТФ). В результате цикл не может продолжаться бесконечно. Интенсивное потребление молекул АТФ в цикле Кори переносит метаболическую нагрузку с мышц на печень.
Таким образом, печень играет важную метаболическую роль для осуществления работы анаэробного гликолиза.