Как скелетният мускул може да произведе допълнителен АТФ, когато няма достатъчно кислород?
Анаеробна гликолиза: Когато доставката на кислород е ограничена, мускулите могат да разграждат глюкозата, без да използват кислород в процес, наречен анаеробна гликолиза. Този процес протича в цитоплазмата на мускулните клетки и води до производството на АТФ, заедно със страничните продукти пируват и лактат.
Разграждане на креатин фосфата: Креатин фосфат (CP) е високоенергийно съединение, съхранявано в скелетните мускули. Когато има незабавна нужда от енергия и кислородът е ограничен, CP може да се разгради, за да се произведе ATP. Ензимът креатин киназа улеснява тази реакция, прехвърляйки фосфатна група от CP към ADP, генерирайки ATP.
Фосфорилиране на ниво субстрат: В допълнение към анаеробната гликолиза, мускулните клетки могат също да използват фосфорилиране на ниво субстрат, за да генерират АТФ без кислород. Този процес включва директен трансфер на фосфатна група от субстратна молекула към ADP, което води до образуването на ATP. Пример за фосфорилиране на ниво субстрат в скелетните мускули е превръщането на глюкозо-6-фосфат във фруктозо-6-фосфат.
Метаболизъм на мастни киселини: Въпреки че не е основен източник на енергия по време на упражнения с висока интензивност, скелетните мускули могат също да използват мастни киселини като източник на енергия, когато кислородът е ограничен. Метаболизмът на мастните киселини се осъществява в митохондриите и включва разграждането на мастните киселини до ацетил-КоА, който влиза в цикъла на лимонената киселина (цикъл на Кребс). Въпреки че цикълът на лимонената киселина изисква кислород, известно количество АТФ може да се произведе чрез фосфорилиране на ниво субстрат по време на метаболизма на мастни киселини.
Разграждане на мускулен гликоген: Мускулният гликоген, съхранена форма на глюкоза, може да бъде разграден, за да освободи глюкозо-1-фосфат чрез процес, наречен гликогенолиза. След това този глюкозо-1-фосфат може да влезе в анаеробна гликолиза или да се превърне в глюкозо-6-фосфат, за да претърпи фосфорилиране на ниво субстрат, генерирайки АТФ.
Тези механизми позволяват на скелетните мускули да продължат да генерират АТФ, дори когато наличието на кислород е ограничено, осигурявайки поддържането на мускулната функция и производството на енергия, необходима за краткосрочни, интензивни дейности или по време на прехода към аеробен метаболизъм. Въпреки това е важно да се отбележи, че тези анаеробни процеси произвеждат лактат, който може да допринесе за мускулна умора и трябва да бъде изчистен чрез последващо възстановяване и доставка на кислород.
