Muskelaktivität und Herzaktivität, ihre Beziehung. Warum macht ein Sportler im ersten Jahr sehr gute Fortschritte? Muskelaktivität

Ohne Muskeln wäre ein Leben unmöglich. Herzschlag, Durchblutung, Verdauung, Stuhlgang, Schwitzen, Kauen, Sehen, Bewegung – all diese Prozesse werden gesteuert verschiedene Arten Muskeln.

Es gibt drei Haupttypen von Muskeln im Körper:

1. Skelettmuskeln, die sich willkürlich zusammenziehen1 und an verschiedenen Knochen des Bewegungsapparates befestigt sind;
2. glatte Muskulatur oder unwillkürliche2 Kontraktionen. Dazu gehören die Muskeln des Magens, des Darms, Blutgefäße usw.;
3. Herzmuskeln.

Skelettmuskeln haben eine äußerst komplexe Struktur. Die kleinsten Elemente des Muskelgewebes werden als dünne Filamente bezeichnet Filamente; Sie sind kombinierte Proteinketten aus Aktin und Myosin. Aus diesen werden Fäden geformt Sarkomere(sarcos – „Fleisch“, bloß – „Teil“). Diese wiederum verbinden sich zu Myofibrillen (Myos – „Muskeln“, Fibrillen – „winzige Fasern“), aus denen Muskelfasern bestehen. Und letztere werden zu Bündeln zusammengefasst, die die Muskeln des Skeletts bilden.

Die Reihenfolge ist also wie folgt: Proteinketten – Filamente – Sarkomere – Myofibrillen – Muskelfasern – Muskelfaserbündel – Skelettmuskeln.

Energiebedarf

Eines der Hauptmerkmale der Muskeln ist, dass sie über ein ausgedehntes Netzwerk von Blutgefäßen verfügen, die unsere Muskeln mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgen und Abfallprodukte ausscheiden.

Die Muskelkontraktion ist ein aktiver Prozess, der Energie erfordert.

Durch die Verflechtung verringert sich die Länge des Muskels Proteinsarkomere(Aktin und Myosin), die wie die Zähne zweier Kämme miteinander verbunden sind. Durch die dadurch entstehende Spannung kommt es zu einer Bewegung der Knochen, an deren Oberfläche die Muskelbänder befestigt sind.

Jeder Muskel verfügt immer über aktive Fasern – zu jeder Zeit, auch wenn er inaktiv ist. Die Kontraktionen dieser Muskelfasern reichen nicht aus, um den Knochen zu bewegen, sie halten die Muskeln jedoch unter konstanter Spannung. Dies ist die Eigenspannung in Skelettmuskeln oh und es heißt Muskeltonus. Aufgrund des mangelnden Muskeltonus sehen die Muskeln möglicherweise schlaff und locker aus, aber selbst eine leichte Anspannung führt dazu, dass sie aktiver werden. Es ist dem Muskeltonus zu verdanken, dass der Bizeps starker Menschen auch im entspannten Zustand so beeindruckend aussieht. Der Muskeltonus erhält die Muskelform aufrecht, wenn die meisten Muskelfasern entspannt sind. Im Ruhezustand trägt der Muskeltonus zur stabilen Position von Knochen und Gelenken bei, wohingegen den Gelenken bei Abwesenheit diese Unterstützung entzogen wird. Menschen, die aufgrund eines Schlaganfalls das Gefühl in einem Arm verloren haben, erleben beispielsweise, dass die Schulter unter dem Gewicht des Arms ständig aus der Gelenkpfanne rutscht. Der Deltamuskel (der sich um das Schultergelenk herum befindet) wird so schwach, dass er die zahlreichen Knochen in der Gelenkkapsel nicht mehr stützen kann.

Der Muskeltonus fungiert auch als Stoßdämpfer und absorbiert einen Teil der Energie bei einem starken Schlag oder Stoß. Ein guter Muskeltonus ist eine notwendige Voraussetzung für Sport und Sport, bei denen es oft zu plötzlichen Bewegungen kommt. Bewegung wiederum trägt dazu bei, den Muskeltonus zu erhöhen.

Muskelkontraktion

Es gibt zwei Arten von Muskelkontraktionen – isotonische und isometrische.

Bei isotonische KontraktionenÄußere und innere Belastungen des Muskels bleiben konstant, seine Länge und Querschnitt. Wenn Sie ein Gewicht vom Boden heben, gehen oder rennen, führen die Muskeln Ihres Körpers isotonische Kontraktionen aus.

Bei isometrische Kontraktionen Die Geometrie des Muskels ändert sich nicht, da er bereits maximal kontrahiert ist. Solche Kontraktionen werden beispielsweise beobachtet, wenn eine Person versucht, einen stationären Gegenstand (z. B. eine Wand) zu bewegen, erfolglos versucht, etwas sehr Schweres vom Boden zu heben, oder Widerstandsübungen durchführt.

Versorgt die Muskeln mit Energie

Die Muskelkontraktion erfordert eine enorme Energiemenge. Daher ist es nicht verwunderlich, dass im Muskelgewebe ein besonderer Prozess der Energiegewinnung abläuft, der sonst nirgendwo in unserem Körper vertreten ist. Aktive Muskelgewebezellen enthalten Myoglobin, das in seiner Struktur dem Hämoglobin im Blut ähnelt und außerdem in der Lage ist, Sauerstoff aufzunehmen und zu speichern weitere Verwendung. Aus diesem Grund sind die aktivsten Skelettmuskeln leuchtend rot.

Darüber hinaus enthalten Muskelgewebezellen eine große Anzahl von Mitochondrien (mikroskopisch kleine Energieproduktionsfabriken), die Energiemoleküle – es sind auch ATP-Moleküle (Adenosintriphosphorsäure) – im Prozess der aeroben, also Sauerstoff absorbierenden, Umwandlung von Glukosemolekülen produzieren . Dennoch fehlt uns manchmal die Energie, um den Muskelbedarf zu decken. Deshalb hat Mutter Natur den Muskeln zwei nützlichste physiologische Eigenschaften verliehen:

• die Fähigkeit, Glukose in Form von Glykogen zu speichern, das jederzeit abgebaut werden kann, um einen erhöhten Energiebedarf zu decken;
• die Fähigkeit, Glukose anaerob (ohne Beteiligung von Sauerstoff) in Energiemoleküle und Milchsäure umzuwandeln.

Wie Sie sehen, hat die Natur Skelettmuskeln geschaffen erstaunliche Fähigkeit: Sie können selbst Energie produzieren, ohne auf die Hilfe der Leber oder anderer warten zu müssen innere Organe. Also, Skelettmuskeln:

• enthalten ein spezielles Protein, das Sauerstoffmoleküle einfangen kann (Myoglobin);
• kann sowohl einen aeroben als auch einen anaeroben Abbau von Glukose durchführen, um Energie zu erzeugen;
• Glykogenreserven speichern (eine Verbindung auf Glukosebasis);
• verfügen über ein ausgedehntes Netzwerk von Blutgefäßen, die Glukose und Kalzium liefern, die für Muskelgewebeproteine ​​lebenswichtig sind (Muskeln können sich ohne diese beiden Substanzen nicht zusammenziehen). Blutgefäße tragen auch dazu bei, Abfallprodukte wie Kohlendioxid (Kohlendioxid) aus dem Körper zu entfernen.

Wenn sich die Muskeln zusammenziehen, erhöht sich der Bedarf an Sauerstoff im gesamten Körper, wobei der größte Teil davon aus dem Blut entnommen wird. Um den erhöhten Sauerstoffbedarf zu decken, erhöhen sich Atmung und Herzfrequenz. Aus diesem Grund steigt bei intensivem Training Ihre Herzfrequenz und Ihre Atmung beschleunigt sich. Auch nach der Kündigung physische Aktivität Atmung und Herzfrequenz bleiben für einige Zeit erhöht und versorgen den Körper weiterhin mit zusätzlichen Portionen lebensspendenden Sauerstoffs.

Daher ist körperliche Bewegung der einzig natürliche Weg, um:

• die Durchblutung verbessern;
• Lassen Sie das Herz das Blut stärker pumpen und erhöhen Sie dadurch den Tonus des Herzmuskels.
• die Energiereserven im Körper erhöhen;
• überschüssiges Körperfett und im Körper angesammelten Zucker verbrennen;
• Verleihen Sie der Muskulatur des Körpers zusätzlichen Ton und verbessern Sie so das allgemeine Wohlbefinden.

Übermäßiger Energieverbrauch

Die einzige unerwünschte Folge einer übermäßigen Muskelkontraktion während des Trainings ist die Ansammlung von Milchsäure im Muskelgewebe.

Unter normalen Bedingungen wird Glukose in den Mitochondrien der Zelle mithilfe von Sauerstoffmolekülen in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt (siehe Seite 31).

Wenn die Muskeln zu aktiv werden, haben die Mitochondrien keine Zeit, genügend Energie zu produzieren, was dazu führt, dass bei der anaeroben (ohne Beteiligung von Sauerstoff) Umwandlung von Glukose in Milchsäure zusätzliche ATP-Moleküle gebildet werden.

Wenn erhöhter Bedarf Energie bleibt erhalten lange Zeit und die Mitochondrien ihn aufgrund von Sauerstoffmangel nicht vollständig sättigen können, steigt der Milchsäurespiegel. Dies führt zu einer Veränderung der chemischen Struktur der Muskelfasern, die sich nicht mehr zusammenziehen, bis die Mitochondrien genügend Sauerstoff erhalten, um Milchsäure schnell in Kohlendioxid und Wasser umzuwandeln.

Im Allgemeinen schädigt dieses Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung von Glukose – Milchsäure – den Körper, insbesondere den Herzmuskel.

Überschüssige Milchsäure geht nicht nur mit Krämpfen und Muskelschmerzen einher, sondern reduziert auch allgemeine Leistung Muskelgewebe, da es ein Gefühl der Müdigkeit verursacht.

Sportler lassen während des Trainings regelmäßig ihren Milchsäurespiegel überprüfen, um zu sehen, wie effizient ihre Muskeln arbeiten.

Ermüdung

Muskelermüdung ist ein Zustand, bei dem sich Muskeln nicht mehr zusammenziehen können. Der Hauptgrund ist die Ansammlung von Milchsäure, die die normale Muskelfunktion beeinträchtigt. Genau so hat die Natur es geschaffen, um zu verhindern, dass der Mensch seine Muskeln endlos anstrengt. Aus diesem Grund geben Marathonläufer, insbesondere untertrainierte, oft auf halbem Weg auf und nicht alle schaffen es bis zur Ziellinie. Muskelermüdung bietet den Muskeln die Möglichkeit, ihre Energiereserven wiederherzustellen und Abfallprodukte auszuscheiden.

Jede körperliche Aktivität führt zu unterschiedlich starker Ermüdung. Die kleinsten Muskeln, beispielsweise in den Augen oder Händen, ermüden viel schneller als größere.

Wer schon lange mit den Händen schreiben muss, kennt das Gefühl, wenn der Pinsel so müde wird, dass man kein Wort mehr schreiben kann. Kinder versuchen bei Tests oder Prüfungen oft, sehr schnell zu schreiben, weshalb ihre Hände müde werden, anfangen zu schmerzen und sie keine andere Wahl haben, als diese Aktivität zu unterbrechen.

Bedürfnis nach Ruhe

Daher ist es notwendig, Trainings- und Ruhephasen abzuwechseln. Um dies zu erreichen, hat uns die Natur mit einem Schlafmechanismus ausgestattet, der es den Muskeln ermöglicht, täglich ihre Energiereserven aufzufüllen, durch körperliche Abnutzung entstandene Schäden zu reparieren und Abfallprodukte, einschließlich Milchsäure, auszuscheiden. Wenn eine Person nicht genug Schlaf bekommt und hart arbeitet und dabei die Ruhezeit aufbraucht, verlieren die Muskeln ihre Fähigkeit, normal zu funktionieren, und früher oder später kommt es zu Erschöpfung.

Egal wie sehr wir es wollen, wir können unsere Muskeln nicht dazu zwingen, über einen längeren Zeitraum mit konstanter Effizienz zu arbeiten. Aus diesem Grund wird Sportlern empfohlen, sich nach dem Wettkampf ausreichend auszuruhen oder gesund zu schlafen.

Muskelaktivität

Die Muskelaktivität wird durch Parameter wie gekennzeichnet Gewalt- die maximale Spannung, die ein einzelner Muskel oder eine Muskelgruppe erzeugen kann, und Ausdauer- der Zeitraum, in dem eine Person in der Lage ist, eine mit körperlicher Aktivität verbundene Aktivität fortzusetzen.

Die Muskelaktivität wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt: die Art der beteiligten Muskelfasern sowie deren Stärke körperliches Training Person.

Arten von Muskelfasern

Myologen unterscheiden drei Haupttypen von Skelettmuskelfasern im menschlichen Körper: schnelle, langsame und mittelschwere.

Schnelle Muskelfasern

Der größte Teil der Skelettmuskulatur besteht aus ihnen. Diese Muskelfasern verdanken ihren Namen der Tatsache, dass sie sich nach äußerer Stimulation sofort (nach etwa einer Hundertstelsekunde) zusammenziehen können.

Diese Fasern haben einen großen Durchmesser, bestehen aus dicht gepackten Myofibrillen, verfügen über erhebliche Glykogenreserven (die Form, in der Glukose im Körper gespeichert wird) und enthalten relativ wenig Myoglobin und Mitochondrien. Sie kommen mit schnellen und plötzlichen Bewegungen gut zurecht.

Diese Muskelfasern haben keine Zeit, darauf zu warten, dass langsames Blut sie erreicht, daher haben sie nur sehr wenige Kapillaren. Solche Muskeln ziehen sich schnell und mit enormer Kraft zusammen und haben daher weder die Zeit noch die Fähigkeit, Sauerstoff zur Energieerzeugung zu nutzen (daher haben sie eine geringe Durchblutung, wenige Mitochondrien und Myoglobin). Sie verwenden eine schnelle und bequeme anaerobe Methode zur Verarbeitung von Glukose, bei der die berüchtigte Milchsäure als Nebenprodukt entsteht. Deshalb ermüden schnell zuckende Muskelfasern sehr schnell. Sie bewältigen die Aufgabe – und verlieren dann ihre Kraft.

Sprinter fordern sich im 100-Meter-Lauf so sehr, dass sie im Ziel fast zusammenbrechen – danach können sie mehrere Minuten lang kaum noch stehen. Wenn Sie sie bitten, bald einen weiteren Lauf zu machen, werden Sie überrascht sein, wie viel schlechter das Ergebnis sein wird. Bei schlecht trainierten Läufern kommt es häufig zu Koliken, einem schmerzhaften Krampf in der Seite.

Wenn es um Ausdauer geht, sind schnelle Muskeln anderen Muskelfasertypen unterlegen. Aufgrund der geringen Anzahl von Blutgefäßen und des geringen Myoglobingehalts sind sie sehr blass gefärbt.

Langsame Muskelfasern

Ihr Durchmesser ist halb so groß wie der von schnellen Fasern und die Kontraktion dauert fast dreimal länger, gleichzeitig können sie jedoch viel länger arbeiten. Aus diesen Fasern hergestellte Muskeln enthalten eine beträchtliche Menge Myoglobin, verfügen über ein ausgedehntes Kapillarnetz und viele Mitochondrien, ihre Glykogenreserven sind jedoch minimal (weshalb sie nicht so voluminös sind).

Langsame Muskelfasern nutzen auch andere Energiequellen: Kohlenhydrate, Aminosäuren usw Fettsäure.

Solche Muskeln sind nicht sehr stark, aber sehr belastbar: Um ihren moderaten Energiebedarf zu decken, nutzen sie den aeroben Prozess der Glukoseumwandlung, wodurch sie nicht so schnell ermüden. Dank der reichlichen Blutversorgung erhalten sie ausreichend Sauerstoff und Schlackenstoffe werden im Blut ständig abtransportiert, sodass langsame Muskelfasern lange Zeit normal arbeiten können.

Für die Aufrechterhaltung der Körperhaltung sind langsam zuckende Muskelfasern zuständig, die lange angespannt bleiben können, ohne zu ermüden. Aufgrund des hohen Myoglobingehalts und des ausgedehnten Kapillarnetzes haben Muskeln, die aus langsamen Fasern bestehen, eine dunkelrote Farbe.

Zwischenmuskelfasern

Von ihren Eigenschaften her liegen sie in der Mitte zwischen schnellen und langsamen Muskelfasern. Sie sind belastbarer als schnelle Fasern, aber gleichzeitig stärker als langsame..

Beim Training, Läufer lange Distanzen Sie versuchen, Muskelfasern dieser besonderen Art aufzubauen, da sie über eine erstaunliche Kombination aus Kraft und Ausdauer verfügen.

Muskelübungen

Mit Hilfe eines richtig konzipierten Trainingsprogramms können Sie die Art der Muskelfasern leicht verändern. Gewichtheber und Bodybuilder erreichen die Bildung intermediärer Muskelfasern durch schnelle Kontraktion des Bizeps und anderer Muskeln.

Der Anteil verschiedener Muskelfasertypen in einem Muskel kann je nach gewähltem Trainingsprogramm variieren.

Das Verhältnis von schnellen und langsamen Muskelfasern wird durch genetische Parameter bestimmt, die relative Anzahl der Zwischenfasern (im Verhältnis zu den schnellen) kann jedoch erhöht werden.

Regelmäßige Bewegung fördert die Bildung zusätzlicher Mitochondrien, den Aufbau von Glykogenreserven und eine Erhöhung der Konzentration von Proteinen und Enzymen im Muskelgewebe. Dank all dieser Faktoren nimmt das Muskelvolumen zu.

Die genetisch bedingte Anzahl der Muskelfasern ändert sich im Laufe der Zeit nicht, ihre Zusammensetzung (Gehalt an Proteinen, Glykogen, Enzymen, Mitochondrien) kann sich jedoch ändern.

Die meisten menschlichen Muskeln enthalten alle Arten von Muskelfasern, weshalb diese Muskeln rosa erscheinen. Allerdings besteht die Rückenmuskulatur (wie auch die Wadenmuskulatur) hauptsächlich aus langsam kontrahierenden Fasern, ist also rot gefärbt und in der Lage, die Körperhaltung beizubehalten. Die Muskeln der Augen und Hände, die für schnelle Bewegungen verantwortlich sind, sind weiß, da sie über weniger Blutgefäße und Myoglobin verfügen.

Manche Menschen bleiben dünn, egal wie viel sie essen oder im Fitnessstudio trainieren. Sie können nur das Minimum bekommen Muskelmasse. Das ist ihre genetische Konstitution. Sumoringer auf Kosten kalorienreiche Diät und ständiges Training bauen riesige Reserven an Muskel- und Fettgewebe auf.

Vorher Sowjetische Sportler Sie trinken Kefir in großen Mengen, da damit die für die Proteinbildung in den Muskeln notwendigen Aminosäureketten in den Körper gelangen. Sie nahmen auch Ginseng ein (insbesondere in Sibirien), um die Muskelkraft und Ausdauer zu steigern. Daher waren sowjetische Athleten im Gewichtheben und anderen Disziplinen bei den Olympischen Spielen unbesiegbar.

Um Muskelmasse aufzubauen, verwenden manche Sportler Steroide oder Testosteron. Aber auch in solchen Fällen nimmt das Muskelvolumen nur durch regelmäßiges, anstrengendes Training zu: einfacher Weg„Aufpumpen“ gibt es nicht.

Es gibt keine überzeugenden Beweise dafür, dass die Einnahme von Steroiden und Testosteron für den „künstlichen“ Aufbau von Muskelmasse nützlich ist, während der Schaden, den sie dem Körper zufügen, seit langem jedem bekannt ist.

Muskeln können nicht nur wachsen, sondern auch verkümmern, insbesondere wenn sie kaum beansprucht werden Alltagsleben. Sie verlieren an Masse. Dies ist leicht an dem gebrochenen Bein zu erkennen, das lange Zeit war in einem Gips, der es unmöglich machte, sie zu bewegen. Einige Krankheiten wie Polio beeinträchtigen die Nerven und führen zu Lähmungen und Atrophie bestimmter Muskeln.

Abschluss

So haben Wissenschaftler festgestellt die folgenden Fakten im Zusammenhang mit Muskeln.

1. Es gibt drei Arten von Muskeln im menschlichen Körper: Skelett-, Glatt- und Herzmuskeln.
2. Skelettmuskeln ziehen sich in der Regel willkürlich zusammen – wir können sie nach Belieben steuern.
3. Glatte Muskeln ziehen sich unwillkürlich zusammen und unterliegen nicht der Kontrolle durch unser Bewusstsein (Wände von Blutgefäßen, Blase, Darm usw.).
4. Die Fasern, aus denen die Skelettmuskulatur besteht, werden wiederum in drei Typen unterteilt:
   • schnelle Muskelfasern. Sie enthalten wenige Blutgefäße und Myoglobin, zeichnen sich durch eine blasse Farbe aus und sind für die Ausführung schneller und plötzlicher Bewegungen verantwortlich. Werden Sie schnell müde;
   • langsame Muskelfasern. Sie enthalten viele Blutgefäße, Mitochondrien und Myoglobin, haben eine rote Farbe und sind für langsame und anhaltende Aktivitäten wie die Aufrechterhaltung der Körperhaltung verantwortlich. Sie werden nicht so schnell müde;
   • Zwischenmuskelfasern. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind sie zwischen schnell und langsam einzuordnen. Sie ermüden langsamer als schnell zuckende Muskelfasern (in dieser Hinsicht liegen sie näher an den Muskeln, die für die Aufrechterhaltung der Körperhaltung verantwortlich sind).
5. Es gibt zwei Arten von Muskelkontraktionen:
   • isometrisch – die Länge des Muskels bleibt unverändert;
   • isotonisch – die Belastung des Muskels ändert sich nicht, aber seine Länge und sein Querschnitt ändern sich (dies geschieht bei der Ausführung verschiedener Bewegungen).
6. Bei der Kontraktion verbrauchen Muskeln eine große Menge Energie und sind daher gezwungen, diese selbstständig zu produzieren. Dazu nutzen sie einen von zwei Mechanismen:
   • aerober Prozess in langsamen Muskelfasern. Sie haben Zugang zu viel Sauerstoff im Blut und Myoglobin hilft ihnen, diesen zu nutzen;
   • anaerober Prozess in schnellen Muskelfasern. Energie entsteht bei der unvollständigen Verbrennung von Glukose ohne Beteiligung von Sauerstoff. Außerdem wird Milchsäure gebildet, die zu einer Ermüdung der Muskulatur führt.
7. Muskeln kontrahieren aufgrund der Erregung von Fasern durch Motoneuronen. Die Kontraktion basiert auf einer komplexen biomechanischen Reaktion, die unter Beteiligung von Kalzium abläuft und durch die Proteinketten ineinander passen. Daher sollte die Muskelfunktion nicht nur aus mechanischer, sondern auch aus neurologischer Sicht betrachtet werden. Angespannte Muskeln leisten eine sichtbare Anstrengung, während sie gleichzeitig elektrische Impulse durch sich selbst leiten.

Kapitel 16. Muskelaktivität.
aus Linus Paulings Buch „How to Live Longer and Feel Better“

Die Funktionen der Muskeln im menschlichen Körper bestehen in der Produktion von Arbeit und Energie unter Verwendung von Substanzen, die aus der Nahrung gewonnen werden, vor allem Kohlenhydraten und Fetten.
Eine gute Gesundheit erfordert eine gute Muskelaktivität. Es ist nicht überraschend, dass Ascorbinsäure ein notwendiger Teilnehmer an diesem Prozess ist. Muskeln bestehen zu etwa 30 % aus Actomycin-Protein, das wiederum aus zwei Arten von Faserproteinen besteht – Aktin und Myosin. Muskeln können ihre Arbeit nur unter bestimmten Bedingungen verrichten – dafür wird Energie benötigt. Energie entsteht durch Oxidation Nährstoffe– hauptsächlich Fette.
Jede Zelle des Muskelgewebes enthält Energiestrukturen – Mitochondrien, in denen der Oxidationsprozess unter Bildung der hochenergetischen Moleküle ATP und ADP stattfindet. Diese Moleküle werden in einer Vielzahl biochemischer Reaktionen als Energiequellen verwendet.
CARNITIN ist ein wesentlicher Bestandteil für die Muskelaktivität und Energieproduktion. Es ist eine der vielen orthomolekularen Substanzen des menschlichen Körpers – normalerweise vorhanden und lebensnotwendig. Diese Substanz wurde 1905 von den russischen Wissenschaftlern Gulevich und Krinberg entdeckt, die die Muskelfunktion untersuchten. Sie fanden diesen Stoff in einer Menge von 1 % in rotem Fleisch und kleinere Menge in weißem Fleisch und nannte es „carnis“, lat. - "Fleisch".
Es wurde festgestellt, dass Carnitin notwendig ist, damit Fettmoleküle in die Mitochondrien eindringen können, wo der Oxidationsprozess zur Energiegewinnung stattfindet. Das Carnitinmolekül interagiert mit einem Fettmolekül und einem Coenzym-A-Molekül – nur dieser Komplex ist in der Lage, die Mitochondrienmembran zu durchdringen. Carnitin wird in den Mitochondrien freigesetzt und gelangt sicher in den Interzellularraum zurück. Somit dient Carnitin als „Shuttle“ für den Transport von Fettmolekülen in die Mitochondrien.
Die Menge an Fett, die verbrannt werden kann, wird durch den Carnitinspiegel in den Muskeln bestimmt, d. h. – Carnitin ist ein sehr wichtiger Stoff!
Etwas Carnitin nehmen wir über die Nahrung auf, insbesondere über rotes Fleisch. Dies erklärt, warum rotes Fleisch die Muskelkraft steigert. Wir sind auch in der Lage, unser eigenes Carnitin zu synthetisieren essentielle Aminosäure Lysin, das in vielen Proteinen aus der Nahrung, vor allem Fleisch, enthalten ist.
Die Synthese von eigenem Carnitin ist nur mit der Teilnahme möglich Askorbinsäure. Eine optimale Zufuhr von Vitamin C kann die Synthese von Carnitin aus Lysin steigern. Die Menge an Carnitin im Körper hängt von der Menge an Vitamin C ab. Dies erklärt die Tatsache, dass bei den Seeleuten, die an Skorbut erkrankten, Muskelschwäche das erste Anzeichen der Krankheit war.
Dr. Evan Cameron, der Krebspatienten behandelte, zitierte seinen Patienten mit den Worten: „Doktor, ich fühle mich jetzt stark“, einige Tage nachdem er mit der Einnahme von 10 g Ascorbinsäure pro Tag begonnen hatte.
Der menschliche Körper besteht aus Muskeln. Das Herz ist ein Muskel. Dank der Aktin-Myosin-Fasern, die es den Leukozyten ermöglichen, sich aktiv zu bewegen, ist das Immunsystem in der Lage, seine Funktionen der „Patrouille“ zu erfüllen und „Fremde“ zu vernichten.
Somit steht die Rolle von Vitamin C bei der Erhaltung und Verbesserung der Gesundheit außer Zweifel.

Energie der Muskelaktivität.

Eine Muskelfaser kann 15 Milliarden dicke Filamente enthalten. Während sich die Muskelfasern aktiv zusammenziehen, werden etwa 2.500 ATP-Moleküle (das Nukleotid, das spielt). wichtige Rolle beim Energie- und Stoffaustausch im Körper) pro Sekunde. Selbst kleine Skelettmuskeln enthalten Tausende von Muskelfasern.

Die Hauptfunktion von ATP besteht darin, Energie von einem Ort zum anderen zu übertragen, und nicht darin, Energie langfristig zu speichern. Im Ruhezustand produzieren Skelettmuskelfasern mehr ATP als sie benötigen. Unter diesen Bedingungen überträgt ATP Energie auf Kreatin. Kreatin ist ein kleines Molekül, das Muskelzellen aus Aminosäurefragmenten zusammensetzen. Durch die Energieübertragung entsteht eine weitere hochenergetische Verbindung, Kreatinphosphat (CP).

ATP + Kreatin ADP + Kreatinphosphat

Zur Zeit Muskelkontraktion ATP-Bindungen werden aufgebrochen, was zur Bildung von Adenosindiphosphat (ADP) führt. Die im Kreatinphosphat gespeicherte Energie wird dann verwendet, um ADP wieder aufzuladen und es durch die Rückreaktion wieder in ATP umzuwandeln.

ADP + Kreatinphosphat + Kreatin

Das Enzym Kreatinphosphokinase (CPK) erleichtert diese Reaktion. Wenn Muskelzellen geschädigt werden, gelangt CPK durch die Zellmembranen in den Blutkreislauf. Daher ist die hohe Konzentration in Blut-CPK weist in der Regel auf eine schwere Muskelschädigung hin.

Ruhende Skelettmuskelfasern enthalten etwa sechsmal mehr Kreatinphosphat als ATP. Wenn die Muskelfasern jedoch dauerhaft unter Spannung stehen, sind diese Energiereserven in nur etwa 15 Sekunden aufgebraucht. Muskelfasern müssen dann auf andere Mechanismen zurückgreifen, um ADP in ATP umzuwandeln.

Die meisten Zellen im Körper erzeugen ATP durch aeroben Stoffwechsel in den Mitochondrien und durch Glykolyse im Zytoplasma. Der aerobe Stoffwechsel (begleitet von Sauerstoffverbrauch) stellt typischerweise 95 % des ATP in einer ruhenden Zelle bereit. Dabei nehmen Mitochondrien Sauerstoff, ADP, Phosphationen und organische Substrate aus dem umgebenden Zytoplasma auf. Die Substrate leiten dann den Tricarbonsäurezyklus (auch bekannt als Zitronensäurezyklus oder Krebszyklus) ein, einen enzymatischen Weg, der organische Moleküle abbaut. Die Kohlenstoffatome werden als Kohlendioxid freigesetzt und die Wasserstoffatome werden von Atmungsenzymen in die innere Mitochondrienmembran transportiert, wo ihnen die Elektronen entzogen werden. Nach einer Reihe von Zwischenschritten verbinden sich Protonen und Elektronen mit Sauerstoff zu Wasser. Darin effizienter Prozess freigegeben große Menge Energie und wird zur Bildung von ATP verwendet.

Ruhende Skelettmuskelfasern sind zur Erzeugung von ATP fast ausschließlich auf den aeroben Fettsäurestoffwechsel angewiesen. Wenn sich der Muskel zusammenzuziehen beginnt, beginnen die Mitochondrien, das Brenztraubensäuremolekül anstelle der Fettsäuren abzubauen. Brenztraubensäure wird über den enzymatischen Weg der Glykolyse bereitgestellt. Unter Glykolyse versteht man den Abbau von Glukose zu Brenztraubensäure im Zytoplasma der Zelle. Dieser Prozess wird anaerob genannt, da er keinen Sauerstoff benötigt. Die Glykolyse sorgt für einen Anstieg des ATP und erzeugt aus jedem Glucosemolekül 2 Moleküle Brenztraubensäure. ATP entsteht bei der Glykolyse. Da die Glykolyse auch in Abwesenheit von Sauerstoff stattfinden kann, kann sie besonders wichtig sein, wenn die Anwesenheit von Sauerstoff die Geschwindigkeit der mitochondrialen ATP-Produktion begrenzt. In den meisten Skelettmuskeln ist die Glykolyse in Spitzenzeiten der Aktivität die Hauptquelle für ATP. Der Abbau von Glukose erfolgt unter diesen Bedingungen hauptsächlich aus den Glykogenreserven im Sarkoplasma. Glykogen ist ein Polysaccharid aus Ketten von Glukosemolekülen. Typische Skelettmuskelfasern enthalten große Glykogenspeicher, die 1,5 % ausmachen können Gesamtgewicht Muskeln.

Energieverbrauch und Muskelaktivität.

In der Skelettmuskulatur ist der ATP-Bedarf im Ruhezustand gering. Da den Mitochondrien mehr als genug Sauerstoff zur Verfügung steht, um diesen Bedarf zu decken, produzieren sie letztendlich überschüssiges ATP. Das zusätzliche ATP wird zum Aufbau von Glykogenspeichern verwendet. Ruhende Muskelfasern absorbieren Fettsäuren und Glukose, die über den Blutkreislauf abgegeben werden. In den Mitochondrien werden Fettsäuren abgebaut und ATP erzeugt, um Kreatin in Kreatinphosphat und Glukose in Glykogen umzuwandeln.

Bei mäßiger körperlicher Aktivität steigt der Bedarf an ATP. Dieser Bedarf wird von den Mitochondrien gedeckt, wenn die Rate der mitochondrialen ATP-Produktion steigt, was den Sauerstoffverbrauch erhöht. Die Sauerstoffverfügbarkeit ist kein limitierender Faktor, da Sauerstoff schnell genug innerhalb der Muskelfaser diffundieren (vereinigen, vermischen) kann, um den mitochondrialen Bedarf zu decken. Die Skelettmuskulatur ist zu diesem Zeitpunkt hauptsächlich auf den aeroben Brenztraubensäurestoffwechsel angewiesen, um ATP zu erzeugen. Bei der Glykolyse entsteht Brenztraubensäure, die aus Glykogen gewonnene Glukosemoleküle in den Muskelfasern abbaut. Bei geringen Glykogenspeichern kann es sein, dass die Muskelfaser auch andere Substrate wie Lipide oder Aminosäuren abbaut. Während der Bedarf an ATP durch mitochondriale Aktivität gedeckt werden kann, bleibt die Bereitstellung von ATP durch Glykolyse ein untergeordneter Faktor für die Gesamtenergieproduktion der Muskelfaser.

Bei höchster Aktivität wird viel ATP benötigt, wodurch die ATP-Produktion in den Mitochondrien auf ihr Maximum ansteigt. Diese maximale Geschwindigkeit wird durch die Verfügbarkeit von Sauerstoff bestimmt, und Sauerstoff kann nicht schnell genug durch die Muskelfasern diffundieren, damit die Mitochondrien das erforderliche ATP produzieren können. Bei höchster Arbeitsbelastung kann die mitochondriale Aktivität nur etwa ein Drittel des erforderlichen ATP bereitstellen. Der Rest entfällt auf die Glykolyse.

Wenn bei der Glykolyse Brenztraubensäure schneller entsteht, als sie von den Mitochondrien genutzt werden kann, steigt der Brenztraubensäurespiegel im Sarkoplasma. Unter diesen Bedingungen wird Brenztraubensäure in Milchsäure umgewandelt.

Der anaerobe Prozess der Glykolyse ermöglicht es der Zelle, zusätzliches ATP zu erzeugen, wenn die Mitochondrien den aktuellen Energiebedarf nicht decken können. Allerdings hat die anaerobe Energiegewinnung auch Nachteile:

Milchsäure ist eine organische Säure, die in Körperflüssigkeiten vorkommt
zerfällt in Wasserstoffionen und das negativ geladene Laktation. Somit kann die Produktion von Milchsäure zu einer Senkung des intrazellulären pH-Werts führen. Puffer im Sarkoplasma können pH-Verschiebungen widerstehen, dieser Schutz ist jedoch begrenzt. Letztendlich werden sich pH-Änderungen ändern funktionelle Eigenschaften Schlüsselenzyme.
Die Glykolyse ist eine relativ ineffiziente Methode zur ATP-Erzeugung. Unter anaeroben Bedingungen erzeugt jedes Glucosemolekül 2 Moleküle Brenztraubensäure, die in Milchsäure umgewandelt werden. Durch die Glykolyse erhält die Zelle wiederum 2 ATP-Moleküle. Wenn diese Brenztraubensäuremoleküle in den Mitochondrien aerob abgebaut würden, würde die Zelle 34 zusätzliche ATP-Moleküle erhalten.

Muskelkater. Skelettmuskelfasern ermüden, wenn sie sich trotz anhaltender Nervenimpulse nicht mehr zusammenziehen können. Die Ursache für Muskelermüdung variiert je nach Grad der Muskelaktivität. Nach kurzen Spitzenbelastungen, beispielsweise einem 100-Meter-Zeitfahren, kann es zu Müdigkeit kommen
das Ergebnis einer Erschöpfung der ATP-Reserven oder eines Abfalls des pH-Werts, der mit der Ansammlung von Milchsäure einhergeht. Nach längerer Anstrengung, beispielsweise einem Marathon, kann Müdigkeit zu einer physischen Schädigung des sarkoplasmatischen Retikulums führen, was die Regulierung der intrazellulären Ca2+-Ionenkonzentration beeinträchtigt. Die Muskelermüdung nimmt zu und die Auswirkungen werden umso ausgeprägter, je mehr Muskelfasern durch die Erkrankung rekrutiert werden. Die Folge ist eine allmähliche Abnahme der Leistungsfähigkeit aller Skelettmuskeln.

Wenn sich die Muskelfasern in moderatem Maße zusammenziehen und der ATP-Bedarf durch den aeroben Stoffwechsel gedeckt werden kann, tritt keine Müdigkeit auf, bis die Glykogen-, Lipid- und Aminosäurespeicher aufgebraucht sind. Diese Art der Ermüdung tritt bei Langzeitsportlern, wie zum Beispiel Marathonläufern, nach mehreren Stunden Langstreckenlauf in der Muskulatur auf.

Wenn ein Muskel einen plötzlichen, intensiven Aktivitätsschub auf höchstem Niveau erzeugt, wird der größte Teil des ATP durch Glykolyse bereitgestellt. Nach einigen Sekunden bis einer Minute sinkt durch den Anstieg des Milchsäurespiegels der pH-Wert des Gewebes und die Muskeln können nicht mehr normal funktionieren. Diese Art von Muskelermüdung kommt bei Sportlern vor, die schnellen, starken Belastungen ausgesetzt sind, beispielsweise 100-Meter-Sprintern.

Für eine normale Muskelfunktion benötigen Sie: 1) erhebliche intrazelluläre Energiereserven, 2) normale Blutzirkulation und 3) normale Sauerstoffkonzentration im Blut. Alles, was einen oder mehrere dieser Faktoren beeinträchtigt, trägt zu vorzeitiger Muskelermüdung bei. Beispielsweise verlangsamt eine verminderte Durchblutung aufgrund enger Kleidung, schlechter Durchblutung oder Blutverlust die Zufuhr von Sauerstoff und Nährstoffen, beschleunigt gleichzeitig die Bildung von Milchsäure und trägt außerdem zur Muskelermüdung bei.

Erholungsphase. Durch die Kontraktion der Muskelfasern verändern sich die Verhältnisse im Sarkoplasma. Energiereserven werden verbraucht, Wärme wird freigesetzt und wenn die Kontraktion ihren Höhepunkt erreicht hat, entsteht Milch. Während der Erholungsphase normalisieren sich die Bedingungen in den Muskelfasern wieder. Es kann mehrere Stunden dauern, bis sich die Muskelfasern von einer Phase mäßiger Aktivität erholt haben. Nach längerer Aktivität von mehr als hohe Levels Aktivität kann die vollständige Genesung eine Woche dauern. Während der Erholungsphase, wenn reichlich Sauerstoff vorhanden ist, kann Milchsäure durch Rückumwandlung in Brenztraubensäure verarbeitet werden.

Brenztraubensäure kann entweder von den Mitochondrien zur Erzeugung von ATP oder als Substrat für Enzyme verwendet werden, die Glukose synthetisieren und die Glykogenspeicher wiederherstellen.

Während des Trainings diffundiert Milchsäure aus den Muskelfasern in den Blutkreislauf. Dieser Prozess setzt sich auch nach Beendigung der Belastung fort, da die intrazelluläre Milchsäurekonzentration noch relativ hoch ist. Die Leber nimmt Milchsäure auf und wandelt sie in Brenztraubensäure um. Ungefähr 30 % dieser Brenztraubensäuremoleküle werden abgebaut und stellen das ATP bereit, das für die Umwandlung anderer Brenztraubensäuremoleküle in Glucose erforderlich ist. Die Glukosemoleküle werden dann in den Kreislauf abgegeben, wo sie von den Skelettmuskelfasern aufgenommen und zur Wiederherstellung ihrer Glykogenspeicher verwendet werden. Dieser Transport von Milchsäure zur Leber und Glukose zu den Muskelzellen wird als Cori-Zyklus bezeichnet.

Während der Erholungsphase ist Sauerstoff leicht verfügbar und der Sauerstoffbedarf des Körpers bleibt erhöht und höher normales Niveau Frieden. Die Erholungsphase wird durch ATP angetrieben. Je mehr ATP benötigt wird, desto mehr Sauerstoff wird benötigt. Sauerstoffschuld oder übermäßiger Sauerstoffverbrauch nach dem Training, der währenddessen entsteht körperliche Bewegung ist die gleiche Menge an Sauerstoff, die für eine normale Erholung notwendig ist. Skelettmuskelfasern, die ATP, Kreatinphosphat und Glykogen wieder auf die Konzentration ihrer vorherigen Werte bringen müssen, und Leberzellen, die dies tun müssenerzeugen das ATP, das zur Umwandlung überschüssiger Milchsäure in Glukose benötigt wird, und sind für den Großteil des zusätzlichen Sauerstoffverbrauchs verantwortlich. Während Sauerstoffschuld wird wieder aufgefüllt, die Atemfrequenz und -tiefe nimmt zu. Das hat zur Folge, dass Sie noch lange nach Beendigung intensiver körperlicher Betätigung schwer atmen.

Durch thermische Verluste der Muskelaktivität entstehen erhebliche Wärmemengen. Wenn eine katabolische Reaktion auftritt, beispielsweise ein Glykogenabbau oder eine Glykolysereaktion, nehmen die Muskelfasern nur einen Teil der freigesetzten Energie auf. Der Rest wird als Wärme abgegeben. Ruhende Muskelfasern, die auf den aeroben Stoffwechsel angewiesen sind, fangen etwa 42 % der beim Katabolismus freigesetzten Energie auf. Die anderen 58 % erwärmen das Sarkoplasma aus Gewebeflüssigkeit und zirkulierendem Blut. Aktive Skelettmuskeln geben etwa 85 % der Wärme ab, die zur Aufrechterhaltung einer normalen Körpertemperatur erforderlich ist.

Wenn Muskeln aktiv werden, steigt ihr Energieverbrauch dramatisch an. Da die anaerobe Energieerzeugung zur primären ATP-Methode wird, sind die Muskelfasern bei der Energieabsorption weniger effizient. Bei Spitzenbelastungen werden nur etwa 30 % der freigesetzten Energie als ATP gespeichert, während die restlichen 70 % die Muskeln und das umliegende Gewebe erwärmen.

Hormone und Muskelstoffwechsel. Die Stoffwechselaktivität in den Skelettmuskelfasern wird durch Hormone reguliert Hormonsystem. Wachstumshormone aus der Hypophyse und Testosteron (das wichtigste Sexualhormon bei Männern) stimulieren die Synthese kontraktiler Proteine ​​und die Expansion der Skelettmuskulatur. Hormone Schilddrüse Erhöhen Sie den Energieverbrauch im Ruhezustand. Bei intensiver körperlicher Aktivität regen Nebennierenhormone, insbesondere Adrenalin, den Muskelstoffwechsel an und erhöhen die Stimulationsdauer und die Kontraktionskraft.

Bettruhe hat einen erheblichen negativen Einfluss auf gesunde Menschen(wie bei Kosmonauten unter Bedingungen der Schwerelosigkeit), die bei Patienten die therapeutische Wirkung der Bettruhe übertreffen können.

Beispielsweise veränderten sich durch 3-wöchige Bettruhe bei jungen gesunden Menschen Schlagvolumen und Herzfrequenz auch ohne Bewegung in Rückenlage ungünstig. Die Herzfrequenz stieg und die Kontraktilität des Myokards nahm ab.

Dies sollte als unökonomische Reaktion auf körperliche Inaktivität angesehen werden. Im Stehen verstärkten sich diese Veränderungen. Die Verwendung von submaximalem Training führte zu noch stärkeren Veränderungen der Kreislaufparameter, und das im Stehen durchgeführte Training ging mit einer unzureichenden Senkung des mittleren arteriellen Drucks (BP) einher, der bei maximaler Belastung zunahm.

Die festgestellten Veränderungen deuten auf eine Abnahme der Reservekapazität des Blutkreislaufs unter dem Einfluss von körperlicher Inaktivität hin, die sowohl mit einer Abnahme der Myokardmasse als auch mit einer Schwächung der Funktionsfähigkeit des Regulierungsapparates einhergehen kann.

Aktuelle Überprüfungen von Daten aus randomisierten kontrollierten Studien zu den Auswirkungen von Bettruhe haben keine Verbesserung bei Patienten gezeigt, die sich an die verordnete langfristige Bettruhe hielten. In vielen Fällen ist das Gegenteil der Fall, wenn dies nicht gewährleistet ist Früher Start Motorik, Funktionszustand Der Körper verschlechterte sich.

Die negativen Auswirkungen längerer Bettruhe und lokaler Immobilisierung sind nach 50 Jahren am deutlichsten. Nicht nur ältere Menschen, sondern auch Patienten mit chronischen Erkrankungen und Menschen mit Behinderungen sind besonders anfällig für die negativen Auswirkungen einer Immobilisierung.

Beispielsweise kommt es bei gesunden Menschen durch längere Bettruhe zu einer Verkürzung der Rücken- und Beinmuskulatur, insbesondere der Muskeln, die an den Bewegungen der Knie- und Sprunggelenke beteiligt sind.

Bei Patienten mit eingeschränkter motorischer Kontrolle, begleitet von Gliedmaßenschwäche und Muskelspastik, sind die gleichen Komplikationen zu erwarten, sie entwickeln sich jedoch viel schneller.

Eine gesunde Person kann auf längere Inaktivität in Rückenlage mit Muskelschwund, Schwäche oder Steifheit und Unwohlsein reagieren. Bei einem Patienten mit neurologischer Beeinträchtigung wird die selbstständige Funktionsfähigkeit durch längere Bettruhe deutlich eingeschränkt, daher sollte die Vermeidung solcher Komplikationen einer der Hauptgrundsätze der Genesung sein.

V. N. Seluyanov, V. A. Rybakov, M. P. Shestakov

Kapitel 1. Modelle von Körpersystemen

1.1.4. Physiologie der Muskelaktivität

Die Biochemie und Physiologie der Muskelaktivität bei körperlicher Arbeit lässt sich wie folgt beschreiben. Mittels Simulation zeigen wir, wie bei der Durchführung eines Schritttests physiologische Prozesse in einem Muskel ablaufen.

Nehmen wir an, dass ein Muskel (z. B. der Musculus quadriceps femoris) ein MMV von 50 % hat, die Amplitude des Schritts 5 % der maximalen alaktischen Kraft beträgt, deren Wert mit 100 % angenommen wird, und der Dauer beträgt 1 Minute. Im ersten Schritt werden aufgrund des geringen äußeren Widerstands niedrigschwellige MUs (MUs) nach Hannemans „Größenregel“ rekrutiert. Sie haben eine hohe Oxidationsfähigkeit; ihr Substrat sind Fettsäuren. In den ersten 10–20 s erfolgt die Energieversorgung jedoch aus den ATP- und CrP-Reserven in aktiven MFs. Bereits innerhalb eines Schritts (1 Minute) erfolgt die Rekrutierung neuer Muskelfasern, wodurch es möglich ist, die gegebene Kraft auf dem Schritt aufrechtzuerhalten. Dies wird durch eine Abnahme der Konzentration von Phosphogenen in aktiven MVs, also der Kontraktionskraft (Kraft) dieser MVs, eine Zunahme des aktivierenden Einflusses des Zentralnervensystems und dies führt zur Beteiligung neuer Motoren Einheiten (MUs). Eine allmähliche schrittweise Erhöhung der externen Belastung (Leistung) geht mit einer proportionalen Änderung einiger Indikatoren einher: Herzfrequenz, Sauerstoffverbrauch, Lungenventilation nehmen zu, die Konzentration von Milchsäure und Wasserstoffionen ändert sich nicht.

Wenn die externe Kraft einen bestimmten Wert erreicht, kommt der Moment, in dem alle IWF an der Arbeit beteiligt sind und die Rekrutierung der intermediären Muskelfasern (IMF) beginnt. Als mittlere Muskelfasern können solche bezeichnet werden, bei denen die Masse der Mitochondrien nicht ausreicht, um ein Gleichgewicht zwischen der Bildung von Pyruvat und seiner Oxidation in den Mitochondrien sicherzustellen. Im PMV wird nach einer Abnahme der Phosphogenkonzentration die Glykolyse aktiviert, ein Teil des Pyruvats beginnt in Milchsäure (genauer gesagt in Laktat und Wasserstoffionen) umgewandelt zu werden, die ins Blut gelangt und in das PMV eindringt. Der Eintritt von Laktat in den IMF (OMV) führt zur Hemmung der Fettoxidation; Glykogen wird in größerem Maße zum Substrat der Oxidation. Ein Zeichen für die Rekrutierung aller MMVs (OMVs) ist folglich ein Anstieg der Laktatkonzentration im Blut und eine erhöhte Lungenventilation. Die Lungenventilation nimmt durch die Bildung und Anreicherung von Wasserstoffionen im PMV zu, die bei Freisetzung in das Blut mit den Blutpuffersystemen interagieren und die Bildung von überschüssigem (nicht metabolischem) Kohlendioxid verursachen. Eine Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration im Blut führt zu einer verstärkten Atmung (Human Physiology, 1998).

Bei der Durchführung eines Stufentests tritt daher ein Phänomen auf, das allgemein als aerobe Schwelle (AeT) bezeichnet wird. Das Erscheinen von AeP weist auf die Rekrutierung aller OMVs hin. Anhand der Größe des äußeren Widerstands kann man die Stärke von OMVs beurteilen, die sie während der Resynthese von ATP und CrP aufgrund oxidativer Phosphorylierung zeigen können (Seluyanov V.N. et al., 1991).

Eine weitere Leistungssteigerung erfordert die Rekrutierung von MUs mit höherer Schwelle (HMUs), in denen es nur sehr wenige Mitochondrien gibt. Dadurch werden die Prozesse der anaeroben Glykolyse beschleunigt und es gelangen mehr Laktat und H-Ionen ins Blut. Wenn Laktat in das OMV gelangt, wird es durch das Enzym LDH H (Karlsson, 1971, 1982) wieder in Pyruvat umgewandelt. Die Leistungsfähigkeit des mitochondrialen OMV-Systems ist jedoch begrenzt. Daher besteht zunächst ein begrenzendes dynamisches Gleichgewicht zwischen der Bildung von Laktat und seinem Verbrauch im OMV und PMV, dann wird das Gleichgewicht gestört und unkompensierte Metaboliten – Laktat, H, CO 2 – bewirken eine starke Intensivierung der physiologischen Funktionen. Die Atmung ist einer der sensibelsten Prozesse und reagiert sehr aktiv. Wenn Blut durch die Lunge fließt, sollte es je nach Phase des Atemzyklus eine unterschiedliche Partialspannung von CO 2 aufweisen. Eine „Portion“ arteriellen Blutes mit erhöhter Inhalt CO 2 erreicht Chemorezeptoren und direkt modulare chemosensitive Strukturen des Zentralnervensystems, was zu einer Intensivierung der Atmung führt. Dadurch wird CO 2 aus dem Blut ausgewaschen, so dass die durchschnittliche Kohlendioxidkonzentration im Blut zu sinken beginnt. Wenn die AnP entsprechende Leistung erreicht ist, wird die Geschwindigkeit der Laktatfreisetzung aus den arbeitenden glykolytischen MVs mit der Geschwindigkeit seiner Oxidation in den MVs verglichen. In diesem Moment werden nur Kohlenhydrate zum Substrat der Oxidation im OM (Laktat hemmt die Oxidation von Fetten), einige davon sind Glykogen aus dem OM, der andere Teil ist Laktat, das im glykolytischen MV gebildet wird. Die Verwendung von Kohlenhydraten als Oxidationssubstrate bietet maximale Geschwindigkeit Bildung von Energie (ATP) in den Mitochondrien des OMV. Daher Sauerstoffverbrauch und/oder Leistung an der anaeroben Schwelle (AnP) charakterisiert das maximale oxidative Potenzial (Kraft) von OMV(Seluyanov V.N. et al., 1991).

Ein weiterer Anstieg der externen Kraft erfordert die Beteiligung immer höher reagierender motorischer Einheiten, die glykolytische MVs innervieren. Das dynamische Gleichgewicht ist gestört, die Produktion von H und Laktat beginnt die Geschwindigkeit ihrer Ausscheidung zu übersteigen. Damit einher geht ein weiterer Anstieg der Lungenventilation, der Herzfrequenz und des Sauerstoffverbrauchs. Nach der ANP hängt der Sauerstoffverbrauch hauptsächlich mit der Arbeit der Atemmuskulatur und des Myokards zusammen. Bei Erreichen Grenzwerte Lungenventilation und Herzfrequenz oder bei lokaler Muskelermüdung stabilisiert sich der Sauerstoffverbrauch und beginnt dann zu sinken. In diesem Moment wird der MIC aufgezeichnet.