Przekazanie reszty fosforanowej
" Reakcja jest odwracalna  fosforan kreatyny powstaje w
mitochondriach poprzez przekazanie grupy fosforanowej z
produkowanego w nich ATP.
" Fosfokreatyna jest magazynem szybko dostępnej energii w
mięśniu
" Obydwie reakcje  powstawania i rozpadu fosfokreatyny  sÄ…
katalizowane przez kinazÄ™ kreatyny.
Tworzenie fosforanu kreatyny
kreatyna
kinaza kreatynowa
kataliza zachodzi w
obydwie strony
Kreatyna
" z
ródła kreatyny
" synteza w wÄ…trobie
" spożywany pokarm.
" 95-98% kreatyny jest w mięśniach
" 2-5% zgromadzone jest w innych częściach organizmu,
mózgu, sercu, jądrach
Rola kreatyny
" PodstawowÄ… rolÄ… kreatyny w organizmie jest dostarczanie
energii w czasie skurczu mięśnia.
" mięśnie wykorzystują energię hydrolizy ATP,
" mitochondria nie są w stanie syntetyzować szybko nowych
porcji ATP i w krótkim czasie ulega ono wyczerpaniu.
" Komórkowego ATP wystarcza na 1-2 sekund maksymalnego
skurczu. Potem zużywana jest fosforokreatyna przez
kilkanaście sekund.
" W czasie odpoczynku możliwe jest zsyntetyzowanie
odpowiedniej ilości ATP i fosforokreatyny (regeneracji
fosfokreatyny z kreatyny)) do kolejnego obciążenia mięśni.
" W odpoczywającym mięśniu kreatyna występuje w formie
fosforanu kreatyny  jest to jej aktywna biologicznie forma.
" RolÄ… fosforanu kreatyny jest dostarczanie reszt
fosforanowych do ADP, a przez to regeneracja części ATP,
która może posłużyć do wydłużenia czasu skurczu.
kinaza adenylanowa
" kinaza adenylanowa (AK), znana lepiej jako
miokinaza (MK). Katalizuje odwracalnÄ… reakcjÄ™
" ADP + ADP = ATP + AMP
całkowita odwracalność tej reakcji, powoduje że ubytek
ATP natychmiast jest kompensowany po przez
zamianÄ™ ADP na ATP i AMP
Wydajność przemian produkujących ATP w
mięśniach
PRZEMIANY BEZTLENOWE
fosfokreatyna + ADP ßð---Ä…ð kreatyna + ATP
ADP + ADP ßð---Ä…ð AMP + ATP
Glukoza + 2 ADP + 2Pi 2 kwas mlekowy + 2 ATP
PRZEMIANY TLENOWE
" Glukoza + 32 ADP + 32 Pi 6 CO2 H2O + 32 ATP
" kwas tłuszcz. (np.C16) + 106 ADP +Pi 106 ATP + 16 CO2
y
ródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej
Wysiłki trwające kilka, do
kreatyna
fosfokreatyna kilkunastu sekund
-
Zasoby komórkowe ATP
zawierajÄ… zasoby energii
wystarczajÄ…ce jedynie na
kilka pobudzeń.
ADP ATP
-
Najszybsza resynteza ATP
odbywa siÄ™ kosztem
rozkładu fosfokreatyny i
Przemiana beztlenowa
starcza na kilka sekund
pracy.
y
ródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej
Wysiłki trwające do 60 sekund
- Glukoza magazynowana jest w
tkance mięśniowej w postaci
glikogenu.
glukoza kwas mlekowy
- Gromadzenie siÄ™ kwasu
mlekowego powoduje silne
zakwaszenie środowiska tkanki
mięśniowej (charakterystyczny
skurcz lub ból).
2 ADP 2 ATP
- Kwas mlekowy przenika do krwi i
jest transportowany do wÄ…troby,
gdzie ulega przemianie w glukozÄ™
Przemiana beztlenowa
(glukoneogeneza).
y
ródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej
Wysiłki trwające do 60 minut
-
Czynnikiem ograniczajÄ…cym
pracÄ™ w tym trybie jest
szybkość dostarczania tlenu do
glukoza
CO2 + H2O
mięśni.
-
y
ródłem tlenu jest:
mioglobina  białko mięśniowe
magazynujÄ…ce tlen;
25 ADP 25 ATP
hemoglobina  białko
czerwonych krwinek krwi
transportujÄ…ce tlen
Przemiana tlenowa
y
ródła energii wykorzystywanej do pracy mięśniowej
Wysiłki trwające dłużej niż
Kwas tłuszczowy
kilkadziesiÄ…t minut
Palmitynian(C 16)
CO2 + H2O
Zasoby energii zgromadzone w
kwasach tłuszczowych są
praktycznie nieograniczone
Najwolniejszy sposób produkcji
106 ADP 106 ATP
energii
Za czynnik ograniczajÄ…cy tÄ™
przemianę uważa się szybkość
Przemiana tlenowa
transportu kwasów tłuszczowych z
krwi do komórek mięśniowych.
Przykłady aktywności wykorzystujących
różne szlaki metaboliczne
typ przemiany 
przykłady
z
ródło energii
Beztlenowa
ATP skok, cios, nagły zwrot ciała
Fosfokreatyna Bieg kilkadziesiąt metrów
Beztlenowa bieg 100 m
glukoza
Tlenowa intensywny marsz, bieg na 1500 m
glukoza
Tlenowa wielogodzinny marsz; bieg maratoński
kw.tłuszczowe
Wydajność procesów energetycznych
mięśni
ATP
Fosfokreatyna
Glikoliza beztlenowo
Całkowita energia
Systemy tlenowe
przez mięśnie
% maksymalnej mocy produkowanej
Wykorzystanie zasobów energetycznych przez mięśnie w
zależności od czasu trwania wysiłku
czas Ä…ð
GLIKOLIZA
GLIKOLIZA
TLENOWA
BEZTLENOWA
BEZTLENOWE TLENOWE
Różne fazy aktywności
" BEZRUCH
" Energia jest magazynowana
" Resynteza fosforanu kreatyny
" Resynteza glikogenu
" Synteza kwasów tłuszczowych z acetylo-CoA
Różne fazy aktywności
" Wysiłek mało intensywny I etap (do 3 min)
" rozpad komórkowego ATP i resynteza ATP z ADP przez system
fosfokreatyny
" Podwyższone stężenie ADP daje sygnał do zwiększonej aktywności
mitochondriów (fosforylacja oksydacyjna)
" Zwiększa się aktywność glikolizy powoduje to zwiększenie aktywności
glikogenolizy - następuje rozpad glikogenu
" Wzrasta (niewiele i przejściowo) stężeniu glukozy we krwi pochodzącej z
wÄ…troby
" Następuje spadek stężenia glukozy spowodowany jej zużywaniem  obniża
się stężenie insuliny rośnie glukagonu
" Glukagon stymuluje rozpad białek i triacylogliceroli (tłuszczy) oraz
glikogenolizę w wątrobie  stabilizuje to stężenie glukozy we krwi na
potrzeby układu nerwowego
" Następuje mały wzrost stężenia kwasu mlekowego
Różne fazy aktywności
" Wysiłek mało intensywny II etap ( 3 do 5 min)
" Mechanizmy dostarczajÄ…ce tlen dostarczajÄ… go w
wystarczającej ilości następuje równowaga tlenowa organizm
pobiera tyle tlenu ile zużywa (wysiłek poniżej 60  70% progu
mleczanowego)
" Organizm czerpie głównie energię z utleniania wolnych kwasów
tłuszczowych i cyklu Krebsa
" Glikoliza ulega zwolnieniu
Różne fazy aktywności
" Wysiłek intensywny I etap
" Organizm czerpie energie podobnie jak przy mało
intensywnym, ale ATP fosforan kreatyny zużywają się
szybciej.następują te same mechanizmy aktywacji
metabolizmu.
" Fosforylacja oksydacyjna przebiega za wolno by
utleniać NADH z powodu braku NAD+ pirogronian
zamieniany jest w mleczan (by dostarczyć NAD+ na
potrzeby glikolizy)
" Rośnie stężenie kwasu mlekowego we krwi
(podwyższone utrzymuje się 60-90 min po wysiłku)
Różne fazy aktywności
" Wysiłek intensywny II etap
" Fosforylacja oksydacyjna przebiega za wolno by utleniać NADH
z powodu braku NAD+ pirogronian zamieniany jest w mleczan
(by dostarczyć NAD+ na potrzeby glikolizy)
" Rośnie stężenie kwasu mlekowego we krwi (podwyższone
utrzymuje się 60-90 min po wysiłku)
" Gdy wysiłek jest maksymalny to energia pochodzi z glikolizy
beztlenowej (mało korzystna energetycznie)substrat glukoza
pochodzi z glikogenu
" Zysk energetyczny z glikolizy przeprowadzanej
bez dostępu tlenu wynosi tylko 2 cząsteczki ATP.
" Taki wysiłek może najwyżej trwać 5 min.
Regeneracja energetyczna mięśni
" Fosfokreatyna całkowita regeneracja po 40 min
" Glikogen regeneracja po 12 godzinach, a po 48 może być
nawet wyższy od wyjściowego
" Stężenie kwasu mlekowego jest podwyższone przez
" 60 90 minut. Zamieniany jest w glukozÄ™ w wÄ…trobie
Węglowodany podsumowanie
Węglowodany
Do krwi
Glikogeneza
i mózgu
Glukozo-6-fosforan
Glukoza
Glikogen
Magazynowany
w komórkach mięśni
Glikogenoliza
i wÄ…troby
Glukoneo-
Glikoliza
geneza
Mleczan
Pirgronian
Białka
aminokwasy
TÅ‚uszcze i lipidy
kwasy tłuszczowe
Węglowodany
Białko glicerol
Azot
tkanki
Do krwi
Magazynowany Glikogeneza
i mózgu
w komórkach mięśni
i wÄ…troby
Glukozo-6-fosforan
Glukoza
Glikogen
Glikogenoliza
Glikoliza
Glukoneo-
Utlenianie
NH3
geneza
Synteza
Mleczan
Pirgronian
Metabolizm
CO2
Acetylo-CoA
podsumowanie
Cykl
Cykl
Mocznikowy
Krebsa
Mocznik
CO2
Zmiany w organizmie ludzkim zachodzÄ…ce pod
wpływem treningu
Wpływ treningu na stężenie mleczanów we krwi
7
przed
6
treningiem
5
po treningu
4
3
2
1
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
zużycie tlenu(l/min)
( mmol/l)
stężenie mleczanu we krwi
Wpływ treningu na zależność HR i VO2
200
180
160
140
120
przed treningiem
po treningu
100
80
20 25 30 35 40
zużycie tleny [ml/(kg*min)]
" Trening zwiększa zdolność przyswajania tlenu
tętno [uderzenia/min)]
Zmiany objętości osocza w trakcie wysiłku
(biegu)
PO PRZEBIEGNI
CIU
PRZED
M
ŻCZYŻNI
KOBIETY
ZMIANA OBJ
TOÅšCI
OSOCZA (%)
Zmiany objętości osocza i ilości czerwonych
krwinek pod wpływem długotrwałego treningu
osocze
krwinki
Przed treningiem Po treningu
Zwiększona objętość osocza
" Rozcieńczona krew ma mniejszą lepkość i łatwiej
przechodzi przez naczynia krwionośne i lepiej dostarcza
tlen do tkanek.
" Spada szybkość skurczu serca przy umiarkowanym
wysiłku, przy maksymalnym wysiłku pozostaje stała.
" Ciśnienie krwi spoczynkowe i przy umiarkowanym
wysiłku spada. Dla maksymalnego wysiłku bez zmian
Energetyczne przemiany pośrednie
Ponad 80% rezerw energetycznych u człowieka to lipidy w tkance
tłuszczowej.
Zapas ten wystarcza na przeżycie 2 miesięcy bez przyjmowania pokarmu.
Lipidy powstają w wyniku estryfikacji kwasów tłuszczowych, które
pochodzÄ… z pokarmu lub sÄ… syntetyzowane z acetylo-CoA, powstajÄ…cego
w trakcie utleniania glukozy.
25% rezerw energetycznych stanowią białka.Białko jest wykorzystywane
jako z
ródło energii tylko przy długotrwałym głodzeniu
i w nie leczonej cukrzycy.Aminokwasy, po transaminacji i deaminacji
mogą być przekształcane w glukozę.
Węglowodany są przekształcane w tłuszcze w wątrobie i tkance
tłuszczowej.Glukoza i glikogen stanowią zaledwie 1% zapasów
energetycznych, ale spełniają bardzo ważną funkcję  zaopatrują układ
nerwowy i mięśnie szkieletowe w czasie intensywnego wysiłku
fizycznego.
ź odÅ‚ożonego glikogenu znajduje siÄ™ w wÄ…trobie, ¾ w mięśniach
szkieletowych.
PowiÄ…zanie przemian energetycznych
Wzrost poziomu kwasów tłuszczowych we krwi zmniejsza
pobieranie glukozy .
Produkty pośrednie utleniania kwasów tłuszczowych hamują
glikolizÄ™ i stymulujÄ… glukoneogenezÄ™.
Przy diecie bogatej w glukozÄ™ nasila siÄ™ glikoliza, powstawanie
acetylo-CoA i kwasu cytrynowego, który jest silnym aktywatorem
i substratem do syntezy kwasów tłuszczowych.
Glukoza wchodzi w cykl pentozowy, który dostarcza NADPH,
niezbędnego do syntezy kwasów tłuszczowych.
Nadmiar glukozy jest przekształcany w kwasy tłuszczowe.
GÅ‚odzenie
PoczÄ…tkowo z
ródłem glukozy jest glikogenoliza wątrobowa.
W ciÄ…gu 12  15 godz. zapasy glikogenu w wÄ…trobie ulegajÄ… wyczerpaniu i
nasila siÄ™ glukoneogeneza.
W ciągu kilku pierwszych dni głodzenia ulega rozpadowi 75  100 g białka
mięśni szkieletowych.
Nasilona lipoliza w tkance tłuszczowej dostarcza glicerolu (glukoneogeneza) i
kw. tłuszczowych (z
ródło energii dla mięśni szkieletowych).
W wyniku utleniania kw. tłuszczowych w wątrobie powstają ketokwasy (z
ródło
energii dla mięśni szk.).
Glukoza jest oszczędzana na potrzeby układu nerwowego.
Przedłużające się głodzenie powoduje spadek tempa metabolizmu.
2/3 potrzeb energetycznych mózgu zapewniają teraz ketokwasy.
Słabnie glukoneogeneza i rozpad białka mięśni.
90% potrzeb energetycznych pokrywają tłuszcze.
Po ich wyczerpaniu (ok.. 60 dni) następuje b. szybkie zużycie białka tkanek i
śmierć organizmu.