6. Потребление кислорода при мышечной деятельности. Максимальное потребление кислорода и факторы, его определяющие.

Кислородный запрос - количество кислорода, которое необходимо организму для полного удовлетворения энергетических потребностей за счет аэробных процессов. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы, возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы сверх уровня потребления в покое. Кислород идет на окисление недоокисленных продуктов

Кислородный дефицит - разность между кислородным запросом и кислородным приходом.

Кислородный приход - реальное потребление кислорода при интенсивной мышечной деятельности.

Максимальное потребление кислорода (МПК) – это такое количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (берется за 1 минуту).

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности во много раз возрастает потребность в кислороде. Скорость доставки кислорода является одним из важнейших факторов, определяющих возможности энергообеспечения работающих мышц.

Кислород воздуха через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров попадает в кровь путем диффузии вследствие разницы парциального давления в альвеолярном воздухе и крови.

Большая часть вдыхаемого кислорода связывается в эритроцитах с гемоглобином, который превращается в оксигемоглобин; причем, каждая молекула гемоглобина способна связать четыре молекулы кислорода:

На способность гемоглобина связывать кислород оказывает влияние температура и рН крови: чем ниже температура и выше рН, тем больше кислорода может связать гемоглобин.

Обогащенная кислородом кровь поступает в большой круг кровообращения. Сердце в покое перекачивает 5—6 л крови в минуту, следовательно, переносит от легких к тканям 250—300 мл кислорода. Во время интенсивной мышечной работы объем переносимой крови возрастает до 30—40 л/мин, а количество переносимого кровью кислорода — до 5—6 л/мин, т. е. увеличивается в 20 раз.

Увеличение содержания углекислого газа и повышение температуры крови в капиллярах мышечного волокна создают условия для освобождения кислорода из оксигемоглобина. Поскольку концентрация свободного кислорода в тканевых капиллярах выше, чем во внутриклеточном пространстве, происходит его диффузия в мышечные клетки, где обмен кислорода осуществляет миоглобин.

Миоглобин связывает кислород и переносит его к митохондриям, где он используется в процессах, протекающих в аэробных условиях. Кроме того, миоглобин может депонировать кислород, а при интенсивной мышечной работе — отдавать свой кислородный запас.

Максимальный уровень потребления кислорода не может поддерживаться долгое время. При длительной работе он снижается из-за утомления.

Кислородный приход всегда меньше кислородного запроса; в этом и состоит причина кислородного дефицита организма. В условиях кислородного дефицита происходит активация анаэробных процессов ресинтеза АТФ, что приводит к накоплению в организме продуктов анаэробного обмена. При установлении устойчивого состояния уровень метаболитов анаэробного обмена может снизиться за счет аэробных реакций; оставшаяся часть метаболитов устраняется в восстановительный период.

Последовательность включения различных путей ресинтеза АТФ с позиций удовлетворения потребности организма в кислороде:

-первые 2—3 сек энергообеспечение мышечной деятельности осуществляется за счет расщепления АТФ мышц;

-затем начинается ее ресинтез (от 3 до 20 сек) реимущественно за счет расщепления креатинфосфата, через 30— 40 сек максимальной интенсивности достигает гликолиз;

-далее постепенно все больше превалирует аэробный механизм ресинтеза АТФ — окислительное фосфорилирование

-Мощность аэробного энергообразования оценивается величиной МПК. Систематическая физическая нагрузка приводит к увеличению числа и относительного объема митохондрий в мышечной клетке, а также к существенным изменениям в их внутренней мембране: в ней увеличивается количество крист и составляющих их ансамблей дыхательных ферментов; повышается активность дыхательных ферментов, что создает преимущества тренированному организму в отношении более полного использования поступающего в клетки кислорода и накопления энергии.