Re: Чудо-юдо энд Ко 
физика и химия...
Да я пишу пишу, только ее медленно писать буду)))
Сегодня гыгы Чапо пытался отгрызть Вогу задние лапы. Вог был щаслифф и подставлял Чапе свою жо для отгрызания весьма настойчиво. Кажется, от одиночества и денника он был даже не против, чтоб Чапа его покрыл :mrgreen: Но мы не стали ставить таких ыкспериментов.
Каталась на Машко. Машко бедный, ему тяжело. Вот думаю. То ли перестать жрать, то ли решить, что заездка - не главное щастье в жизни коня?))))
А еще думаю, скока лошади не вот прям вредно возить груз, который для ее спины объективно тяжелый (т.е. жырную разожравшуюся тушу меня). Сегодня он возил наверное минуту. Вот думаю, минута это много? А минуты три? За три наверное его можно уже научить управляться понемножку....
А вообще Машка канеш аж дрожжит от восторга пока. Ибо его ж кормят моркоффкой, исправно и главное регулярно закидывая в пасть. В итоге теперь в любой момент и на любой намек он вкапывается, и радостно ждет ЕДУ :mrgreen: По мне так це хорошо. Ибо лучше лошадь, вкапывающаяся в ожидании моркоффки, чем лошадь, бодро куда-то там несущаяся в голубые дали. Ну ИМХО канеш. Поэтому пока Машка кажется воспринял свою заездку как такой своеобразный полдник :mrgreen:
Чапа с Машей обратно пожырнели. Блин. Когда я там им прибавила то... Недели ж не прошло. И еще в среду они были худые :mrgreen:
Чуток книжкО. Глава про энергию, продолжение.
Энергия не создается и не разрушается, она просто переходит в другую форму. Животные преобразуют химическую энергию пищи в механическую энергию работы и выделение тепла как побочный продукт. Ни один процесс превращения энергии не обходится без потерь. И животные, в т.ч. лошади и человек, в целом довольно неэффективно используют энергию из еды - только 20% ее идет на механическую работу, а остальное высвобождается в качестве теплоты.
АТФ это универсальный источник энергии, который должен производиться и присутствовать в мышечных и любых других клетках организма, т.к. атф не может перемещаться по телу.
Атф - это аденин, соединенный с рибозой (? не все термины я лазила проверять по словарю, только такие, которые мне нужны для понимания, а т.к. вся эта химия для меня на русском все равно не существует, то именно химические вещества я изгалаю тупо подстрочником - даже если окажется, что по-русски аденин это не аденин, мне не важно, т.к. я про него все равно не знаю ничего). Так вот, с рибозой (?), к которой, в свою очередь, присоединены три фосфатные группы.
Лишь определенное количество АТФ может существовать в мышце - примерно 6 ммоль\ кг сырой мышцы, либо 24 сухой. Или примерно 700 грамм на всю скелетную мускулатуру лошади 500 кг весом.
Атф обеспечивает химический источник энергии для всех клеток. Мышца не может ни сократиться, ни расслабиться без атф. Энзим, присутствующий в клетке, называется аденозинтрифосфатаза, разбивает АТФ на аденозинДИфосфат и фосфат. В процессе разбивания высвобождается энергия, а точней, 1,8 килоджоуля на моль АТФ. Чтобы примерно получить идею о том, с какой скоростью идет этот процесс, представьте, что обычный человек, просто отдыхая, разбивает и восстанавливает атф весом, превышающим половину веса тушки в день. Активная лошадь может расщепить и восстановить четырежды свой вес в АТФ в день.
Для того, чтобы обеспечить восстановление АТФ, необходимы источники энергии извне, а по простому еда. Основное топливо - это карбогидраты в форме глюкозы и гликогена, а также жирные кислоты, или жир. Протеин используется как источник энергии только в случае экстремального истощения, голода, заболевания. Глюкоза и жирные кислоты циркулируют в кровяном русле, и могут быть легко выловлены оттуда мышцами .Гликоген - это животный эквивалент крахмала в растениях и представляет собой длинную цепочку молекул глюкозы, соединенных вместе. Именно из-за этой своей структуры гликоген не может просочиться из клетки в кровь, и потому глюкоза запасается таким образом в мышцах и печени.
Поскольку мышца может сокращаться только используя АТФ, а запасы АТФ в клетке невелики, для постоянной работы надо постоянно восстанавливать АДФ до АТФ, этот процесс называется фосфорилация (?) АДФ и обеспечивает постоянную энергию для сокращения.
Фосфорилация может идти несколькими возможными химическими способами, каждый из которых требует определенных нутриентов (глюкозы, жира). Т.е. распад АТФ это универсальный источник энергии, для восстановления которого могут использоваться разные источники "топлива". В идеале, АТФ надо регенерировать с той скоростью, с которой он используется. Т.е. чем быстрей бежит зверушка, тем быстрей. Потому что АТФ быстрее используется и надо быстрей восстановить. Плюс - надо не допустить накопления АДФ, т.к. это приводит к мышечной усталости.
Один раунд упражнения может существенно опустошить запасы АТФ и глюкозы в мышцах. Тем не менее, лошадь надо кормить так, чтобы в течение дня у нее была возможность восстановить запасы жира и глюкозы. Глюкоза запасается в виде гликогена в мышцах и печени, а жирные кислоты в виде триглицеридов в печени, мышцах и жировой ткани. Определенное количество глюкозы и свободных жирных кислот плавает в крови.
В норме для восполнения энергии сначала используется мышечный гликоген, и плавающие в крови жирные кислоты. И только потом подключается печень и жировая ткань.
Есть несколько биохимических способов фосфорилации АДФ. Эти "энергетические пути" выбираются автоматически на той или иной стадии упражнения. При этом надо учитывать, что энергетический путь (блин, уродский перевод, но не знаю как бы лучше сказать, энергетическая тропинка нра? :mrgreen: ) не выбирается по принципу все или ничего. Для генерации энергии могут быть одновременно использованы разные пути.
Энергетические пути отличаются по своей экономичности, т.е. сколько АТФ удастся восстановить на грамм "топлива", а также по своему "качеству" (вообще в оригинале слово performans, которое честно говоря я терпеть ненавижу, потому что ну никак не могу подобрать ему вменяемый русский эквивалент, по крайней мере что касается описания работы лошадей - вот как нормально сказать улучшить перфоманс на русском... что вот в биохимии АТФ тоже он же). Так вот, по перфомансу отличаются, т.е. насколько быстро АТФ становится доступным для расщепления. Нет такого энергетического пути, который был бы одновременно экономичным, имел высокий уровень восстановления АТФ, и при этом быстрым, имел бы высокую скорость восстановления АТФ. Поэтому лошадь будет использовать те или иные пути, в зависимости от выполняемого упражнения и доступного топлива.
Всего этих пути четыре - два аэробных, нуждаются в кислороде, и два анаэробных, которым кислород не нужен. Важно понимать, что анаэробные пути - это не те, которые включаются, когда кислорода вокруг нет. Это те, которым кислород не нужен, они могут отлично использоваться, даже когда вокруг полно кислорода.
(Блин, обидно... писала-писала, решила поглядеть сколько пересказала, ну да, я молодец, полторы страницы....).
В общем, попробую все ж про пути.
1. Анаэробная фосфорилация АДФ с использованием мышечных запасов "высокоэнергетичных" (?) фосфатов.
Эти фосфаты включают молекулы вроде фосфокреатина, т.е. такие, в которых есть фосфатные связи с высокой энергией. Иными словами, в их структуре заключена энергия. Разбивая молекулу, получаем высвобожденную энергию, которая может быть использована для восстановления АТФ из АДФ. Реакция катализируется креатинфосфокиназой.
Фосфокреатинин - это очень быстрый способ восстановления АТФ в мышце. АДФ "ворует" у него фосфат, и восстановление идет немедленно. Проблема в том, что запасов фосфокреатинина хватит на буквально несколько секунд работы. АТФ у нас 6 ммоль\кг сырой мышцы, а фосфокреатинина 15-20. А если я правильно поняла текст и химическую формулу (сорри, но их я точно не осилю печатать) - то из фосфокреатинина АТФ восстанавливается один к одному, т.е молекула на молекулу.
Есть и другой вариант, он называется по имени катализатора реакции - миокиназа. Во время упражнения с высокой скоростью расщепления АТФ, например, галоп или ускорение, в клетке активно растет концентрация АДФ. И уже АДФ становится высокоэнергетичным фосфатом, т.е. две АДФ, соединяясь, в присутствии катализатора, одна восстанавливается до АТФ, а другая теряет фосфат и становится аденозинмонофосфатом. Реакция миокиназы обычно возникает при упражнениях высокой интенсивности и в тех мышцах, которые задействованы в этом интенсивном сокращении. Реакция эта самоограничивающая - как только начинает накапливаться АМФ, ее скорость по понятным причинам падает.
Но т.к. накопление АДФ влечет мышечную усталость, тушке надо не только восстановить АДФ до АТФ, но и куда-то деть получившийся АМФ. Это делает энзим АМФ-деаминаза, которая (ый? :mrgreen: ) превращает АМФ в инозин монофосфат и аммиак.
Все эти реакции восстанавливают АТФ быстро и без кислорода. Обычно задействуются на старте упражнения и при взрывных усилиях, например прыжок. Но запасы этих фосфатов малы, и поэтому организм вынужден переключаться на другие источники. Во время упражнений низкой и средней интенсивности запасы фосфатов восстанавливаются обратно. Во время высокоинтенсивных упражнений запасы могут истощиться на 50-70% как результат уменьшения мышечного РН вследствие производства лактата (про это у них дальше).
Следующие два пути используются для упражнений длительностью от пары минут и до многих часов. Они работают на карбогидратах и жире, которые используются аэробно, т.е. требуют кислорода. Зато производят много АТФ.
Гликоген - это большой полимер (много нитей глюкозы), который является животной формой запасания глюкозы, примерно как крахмал в растениях. Благодаря этим запасам, энергия из глюкозы доступна организму между трапезами. Молекулы гликогена сильно варьируются по размеру, и живут в клетках, т.к. не могут пройти клеточную мембрану и попасть в кровяное русло.
Путь 2. Аэробная (окислительная) фосфорилация с использованием карбогидратов.
Использование гликогена в мышце включает несколько стадий, и кислород нужен только на последней. Сначала гликоген превращается без использования кислорода в пируват. Такое превращение требует нескольких реакций фосфорилации, которые называются гликолиз. Дальше нарисована страшная схемка. Где есть всякие разные катализаторы вроде гексокиназы и фосфофруктокиназы, и глюкоза медленно и мечально при потреблении (!!!) АТФ в процессе проходит стадии вроде глюкозы 6-фосфата, фруктозы-6-фосфата, фруктозы-1,6-дифосфата, глицеральдегид-3-фосфата, 1,3дифосфоглицерата, 3-фосфоглицерата, 2-фофоглицерата, фосфоэнолпирувата и при участии пируваткиназы пирувата. Какой-то внутренний голос подсказывает мне, что если еще хоть кто-то читает что я пишу :mrgreen: то этому ненормальному человеку точно неинтересно про это подробнее. Главное в том, что на первых стадиях превращения используется молекула АТФ, причем на первой и третьей стадии. А вот на шестой и девятой стадии, напротив, уже производятся по две молекулы АТФ. Т.е сам процесс гликолиза дает в сухом остатке две восстановленные АТФ (для процесса использовано два, восстановлено четыре). Правда, у них почему-то в схемке получается две, а в тексте три. Но думаю это мелочи жизни. В общем, парочку АТФ восстанавливает гликолиз одной молекулы глюкозы, он же дает на выходе две молекулы пирувата.
До этого момента все реакции идут в цитоплазме клетки.
Следующая стадия - это превращение пирувата в ацетил коэнзим А. Что происходит в митохондрии клетки благодаря энзиму пируватдегидрогиназа. Митохондрии вообще много где в мышечных клетках, но больше всего их в районе миофибрилл (дальше будет и про мышцы). Митохондрия - это специализированная структура, с внешней и внутренней мембраной, на которой располагаются энзимы окислительной фосфорилации. Мембрана сложенная, что увеличивает поверхность, доступную для реакции. Количество митохондрий в клетке говорит о ее активности. Плотность митохондрий большая в скелетных мышцах и сердце.
АцетилКоА участвует в третьей стадии - которая тоже в митохондрии. Происходит серия реакций, известная как цикл трикарбоксильной кислоты, или цикл Креба. В результате производится две АТФ и два иона водорода. Эти ионы соединяются с никотинамид аденин динуклеотидом и флавин аденин динуклеотидом и дают НАД-Н и ФАД-Н2. Эти загадочные штуки попадают в "сеть транспорта электронов" на внутренней мембране митохондрии. Водород разбивается на электроны и протоны, и через серию химических реакций (транспорт электронов) восстанавливает аж целых 34 молекулы АТФ. И водород соединяется с кислородом, давая воду. Эта вода удаляет ионы водорода из клетки, что необходимо, иначе будет расти кислотность клетки.
В гликолизе пользуют и глюкозу, и гликоген. Глюкозу из крови, гликоген из запасов клетки.
Гликоген превращается в глюкоз-1-фосфат, посредством энзима гликоген фосфорилаза, дальше в глюкоз-6-фосфат, ну и по описанному пути гликолиза глюкозы. (Эээээ... у них описанному)))) у меня - вот про это были страшные слова выше). Глюкоза же превращается в глюкоз-6-фосфат посредством фосфорилации, т.е. ей надо добавить фосфат, именно на это и расходуется молекула АТФ, которая отдает фосфат с участием той самой гексокиназы. А вот сделать глюкоз-6-фосфат из глюкоз-1-фосфата как раз экономит АТФ, т.е. из внутреннего гликогена процесс выходит на 1 молекулу АТФ экономичнее, чем из глюкозы.
Полный цикл использования 1 молекулы глюкозы дает, таким образом, 39 восстановленных молекул АТФ, если эта глюкоза в гликогене лежала в клетке, и 38, если приплыла из крови.
Путь три. Аэробная фосфорилация с использованием жирных кислот.
Начинается с преобразования двухуглеродных "кусков" жирных кисловт в ацетилКоА, процесс называется бета-оксидация. Тот же самый ацетилКоА, который в гликолизе производится из глюкозы. Дальше в митохондрии процесс идет абсолютно идентично, цикл Креба и электронный транспорт.
При этом производство АТФ сильно выше, чем из той же массы карбогидратов. Но оно отличается для разных типов жира.
Жиры хранятся в форме триглицеридов, которые состоят из одной молекулы глицерола и трех молекул жирных кислот. Триглицериды разбиваются энзимом липаза, процесс называется липолиз. Когда три жирные кислоты отделились, они могут выплыть в кровь и оттуда попасть в мышцу. На этой стадии они называются свободные жирные кислоты. В мышце тоже есть небольшие запасы триглицеридов. И их тоже можно разбить липолизом. Разные свободные жирные кислоты отличаются друг от друга количеством атомов углерода.
Другой важный источник - это ... летучие (???) жирные кислоты. Они образуются посредством ферментации карбогидратов в толстом кишечнике. Пока они в крови, их можно немедленно использовать для восстановления АТФ. Если они не потребовались, они запасаются в форме триглицеридов.
Полный аэробный метаболизм, например, пальмитиновой жирной кислоты дает аж 129 молекул АТФ на молекулу кислоты. Опять же, две молекулы АТФ используются в цикле превращений, и 131 выделяется в процессе. Каждый раз, когда цепочка кислоты укорачивается на два углерода, выдеается НАД-Н и ФАД-Н2, что в свою очередь дает 5 молекул АТФ. Т.е. если например кислота была 16-углеродная, то цепочка будет укорачиваться 7 раз, что даст 35 АТФ. Плюс 96 АТФ дает цикл Креба.
То, что утилизация одной молекулы жира дает в три раза больше АТФ, чем одной молекулы глюкозы, объясняет, почему жиры - такая "энергетически плотная" еда. И почему так сложно худеть, терять жир - годами выполняя низко-энергичные упражнения. Плюс - жировые запасы почти никогда не истощаются. Даже худая лошадь, бегущая пробег в 100 миль, не истощит всех своих жировых запасов. Т.е неплохая это штука для пробежников, жир.
В целом 1 грамм жира дает сильно больше АТФ, чем 1 грамм глюкозы. Но требуется и существенно больше кислорода, чтобы окислить этот 1 грамм жира. И скорость высвобождения энергии из жира сильно медленней, чем из глюкозы. Поэтому использовать его можно на рыси, медленном кентере. На больших же скоростях тело переключается на использование глюкозы, чтобы удовлетворить потребность в быстром восполнении АТФ. Чем быстрей лошадь бежит, тем меньше она способна использовать жир как источник энергии.
Ну и четвертый путь. Анаэробный. С использованием карбогидратов.
Конечно фосфокреатинин это быстро, но описываемый путь наиболее активно используется и более важен с точки зрения общего вклада в обеспечение энергии для сокращения. Это использование глюкозы или гликогена для превращения их в в молочную кислоту для восстановления АТФ. Этот процесс включает образования пирувата. С теми же стадиями, которые описывались во втором пути, т.е. так же, как для аэробного процесса.
Но вместо превращения пирувата в ацетилКоА и заползания в митохондрии, пируват превращается в молочную кислоту энзимом лактат дегидрогеназа. Молочная кислота немедленно диссоциирует на лактат (негативно заряженный) и и ион водорода (позитивный). Молочная кислота и лактат - эти термины часто используют как взаимозаменяемые.
Результат анаэробного использования пирувата - это три АТФ если был гликоген и два АТФ если была глюкоза из крови. Т.е. мало. В ходе этого же процесса НАД превращается в НАД-Н. В норме, если б речь шла об аэробном процессе, из него бы снова вышел НАД в ходе электронного транспорта. Но т.к. в анаэробном процессе электронного транспорта нет, единственный вариант сделать НАД из НАД-Н (что необходимо, дабы и дальше шло восстановление АТФ), это через побочный продукт превращения пирувата в молочную кислоту. Если весь НАД в клетке превратится в НАД-Н, процесс остановится. (Пируват + НАД-Н = лактат + Н+ + НАД).
Очевидно, что использовать жир анаэробно нельзя.
Ну и - (дочитавшему медаль)))) - на этом заканчивается самый теоретический кусок книги. Дальше уже более практические применения всей этой красоты. И - лично для меня - в разы более читабельные, чем эти жалкие восемь страниц текста, на которые я убила не знаю сколько часов)))) Если задуматься, когда я первый раз читала, от меня требовались КОЛОССАЛЬНЫЕ усилия просто чтобы это все ПОНЯТЬ. Сейчас-то второй раз перечитывая, ясное дело выглядит почти по-родному... Но тем не менее... Все равно текст лично для меня довольно сложен в этом куске. А ведь люди это все как-то сначала выяснили, а потом написали... Ну т.е. им же никто не приносил книжку на блюдечке с голубой каемочкой, где это все было рассказано уже в готовом виде... С объяснениями и схемками. Это они узнавали это все про мышцу, записывали для других, обобщали в понятной форме и т.п. Вот я думаю, что эти люди - они героические люди.
Ну ладно, в качестве затравки первое практическое применение вот этой теории. Это табличка. В ней разложены разные пути образования АТФ и даны их характеристики.
Пути:
Анаэробные
АТФ (я так понимаю, речь идет непосредственно о его распаде)
Фосфокреатин
Глюкоза в лактат
Аэробные
Карбогидраты до С)2 и Н2О
Жирные кислоты до СО2 и Н2О
Ну и собсна характеристики разных способов. Первая характеристика - максимальная мощность, в ммолях АТФ на килограмм в секунду. Дальше, второй цифрой - время для достижения максимальной мощности
Анаэробные
АТФ 11,2 менее секунды
Фосфокреатин 8,6 менее секунды
Глюкоза в лактат 5,2 до пяти секунд
Аэробные
Карбогидраты до С)2 и Н2О 2,7 2-3 минуты
Жирные кислоты до СО2 и Н2О 1,4 полчаса
И следующие две характеристики. Первая - это потребность в кислороде. В ммоль кислорода на АТФ. Вторая колонка - время работы до того, как наступит усталость.
Анаэробные
АТФ 0 секунды
Фосфокреатин 0 секунды
Глюкоза в лактат 0 минуты
Аэробные
Карбогидраты до С)2 и Н2О 0,167 часы
Жирные кислоты до СО2 и Н2О 0,177 дни (!!!)
Кстати, из этой таблички непонятно, почему же НАСТОЛЬКО больше кислорода надо для расщепления жира... Выходит разница буквально в 6-7 процентов... Хотя может конечно это существенная разница на таком уровне.
В общем, если вдруг Катя это дочитает :mrgreen: То к вопросу о похудении Белко - жир начинает эффективно расщепляться только ПОСЛЕ 30 минут работы... Т.е. если работать 40 минут, то из них полчаса процессы будут только разгоняться, и последние 10 идти в полную силу, а учитывая, что из последних 10 скорей всего все или почти все будет уже зашагивание... То видимо неэффективная организация тренировок, если ставить задачу именно использовать уже сделанные жировые запасы.
Засим мне временно надоело
( Плачу полдня сегодня, с тех пор как узнала 
