Файл: ан айналымы биохимиясы модулі бойынша апаратты топтама.docx

«ҚАН АЙНАЛЫМЫ БИОХИМИЯСЫ» МОДУЛІ БОЙЫНША

АҚПАРАТТЫҚ ТОПТАМА
№1 САБАҚ

Тақырыбы: Анаэробты және аэробты жағдайлардағы метаболизм. Анаэробты және аэробты жағдайларда тіндер мен мүшелерді энергиямен қамтамасыз ету. Жүрек биохимиясы және кардиомаркерлері
Анаэробты тіндерге жатады:

-бүйректің милы заты тіні,

- аталық без,

- қол-аяқ тіндері (қаңқа бұлшықеттері, шеткі жүйкелер),

- эритроциттер (өйткені оларда оттегі бар болса да, тотығудан фосфорлану үшін пайдаланылмайды, эритроциттер оттегінсіз өмір сүре алады).
Аэробты тіндерге жатады:

- ми,

- жүрек,

- бауыр,

- бүйрек қыртысы,

- ащы ішек,

-көздің тор қабығы.

Барлық аэробты тіндер қандағы оттегінің жетіспеушілігіне және қан айналымының бұзылуына шыдамайды, өйткені бұл тіндер тотыға фосфорлану арқылы АТФ-ң көп мөлшерін өндіру үшін оттегін қажет етеді.

Қан ағымы бұзылғанда немесе оттегі жетіспегенде аэробты тіндер зақымдалады. Сондықтан да қанда оттегісі бар қалыпты қан ағымын сақтау қажет.
Қан ағымының бұзылу себептерінің мысалдары:

1. 
   қан ұйығымен (тромбпен) бітеліп қалу,
   
2. 
   атеросклероз,
   
3. 
   бұрау салу,
   
4. 
   тіндерді қатты немесе ауыр затпен басу,
   
5. 
   күретамырлық (артериялық) қысымның түсуі,
   
6. 
   жүрек-қан тамыр қызметінің жеткіліксіздігі.
   

Қанда оттегінің жетіспеу себептерінің мысалдары:

1. 
   анемия,
   
2. 
   ыс газымен (СО) улану,
   
3. 
   гемоглобиннің тотығуы кезінде оның қызметінің бұзылуы,
   
4. 
   өкпенің зақымдануы (мысалы, шылым шегетіндерде өкпе эмфиземасы),
   
5. 
   респираторлық аурулар.
   

Анаэробиоз

Гликолиз – бұл цитозольда глюкозаның ыдырау процесі. Гликолиз – оттегінің қатысуымен де (пируват -> ацетил-КоА) және қатысуынсыз да (пируват - > лактат) жүретіндігімен ерекшеленеді. Гликолиздің энергия көзі ретіндегі маңыздылығы әртүрлі тіндердерде әр түрлі (мысалы, жүректе төмен және ми мен эритроциттерде жоғары). Қаңқа бұлшықеттерінде аэробты алмасу жеткіліксіз болған кезде гликолиз қарқынды жүреді. Қаңқа бұлшықеттерінің демалу кезінде үшкарбон қышқылдарының циклінде қолданылатын ацетил КоА-ның жартысына жуығы гликолиз нәтижесінде пайда болады. Бұл процесте алты көміртекті глюкоза үш көміртекті пируватқа, содан кейін ацетил КоА-ға дейін ыдырайды, нәтижесінде 2 НАДН және 2 АТФ шығарылады. Гликолиз кезінде пайда болған НАДН митохондрияға малатты шөрнек арқылы тасымалданады және тыныс алу тізбегінде НАДН-ң 1 молекуласынан 2 АТФ түзіледі. Осылайша, аэробты жағдайда 1 моль глюкозаның толық тотығуында гликолизде 8 АТФ және үшкарбон қышқылы циклінде 30 АТФ түзіледі.
Қаңқа бұлшықеттері анаэробиозға оңай ұшырайды. Бұл қасиет оларға аэробты жағдайға қарағанда әлдеқайда қарқынды қысқа мерзімді әрекет етуге мүмкіндік береді. АТФ-ң қайта синтезінің үш механизмінің екеуі анаэробты алмасу (яғни оттегі жоқ жағдайда) кезінде жүреді. Анаэробты гликолиз деп те аталатын анаэробты энергия алмасуында көмірсулар сүт қышқылына дейін толық ыдырамайды. Анаэробты гликолиз қысқа уақытқа, яғни бірнеше минутқа созылатын бұлшықет белсенділігіне қатысады, көп энергияны қажет ететін бұл процеске аэробты алмасу қолайсыздау болып табылады. Бұл процесс цитоплазмада жүреді және АТФ-ң тез түзілуіне қарамастан, анаэробты гликолиз аэробты гликолизге қарағанда тиімділігі төмен. Анаэробты энергия алмасуының соңғы өнімі

сүт қышқылы бұлшықетке түсетін жүктеменің белсенділігі мен ұзақтығына байланысты. Сүт қышқылының жинақталуы жасушаішілік рН-ты төмендетеді, бұл фосфофруктокиназаның белсенділігін және гликолиз жылдамдығын шектейтін ферменттің мөлшерін тежейді. Сонымен қатар, қарқындылығы төмен жүктеме кезінде бұлшықеттердегі НАДН мөлшері төмендеп, қарқындылығы жоғары жүктемеде тыныштық мәндеріне дейін артады. Жиырылғыш бұлшықетте 02 болуының шектеулі болуы нәтижесінде бұлшықеттерде NADH деңгейі жоғарылауы мүмкін. Қарқынды дене еңбегі кезінде цитозольдағы НАДН мөлшерінің жоғарылауы пируватдегидрогеназаны тежейді, бұл сутегі атомының НАДН-тан бөлініп шығуы есебінен пируваттың лактатқа дейін көбірек ыдырауына алып келеді. Тотыққан НАД сутегінің акцепторы ретінде әрекет ете отырып, гликолиздің ары қарай жалғасуын және макроэргиялық фосфаттардың қайта түзілуін энергиямен қамтамасыздандырады. Анаэробты жағдайда АТФ түзілуі, әдетте, көп шығын болып табылады. 1 моль глюкозаның тотығуы тек 2 моль АТФ-ң түзілуіне әкеледі.

---

Сүт қышқылының көп мөлшерде түзілуі жүйке-бұлшықеттік жүйенің, бұлшықет талшықтарының, дәнекер тіні жасушаларының, сондай-ақ қан тамырларының жұмысын тежеуі мүмкін. Алайда, жаттығулар (мысалы, спорттық жаттығулар) кезінде маңызды компонент болып табылатын зат алмасудың бейімделу өзгерістерін ынталандырады.

Оттегінің қарқынды пайдалану оның әртүрлі формаларының, соның ішінде реакциялық қабілеті жоғары оттегі бөлшектерінің (РҚЖОБ) түзілуіне алып келеді. РҚЖОБ бұлшықеттің шаршауына және тіндердің зақымдалуына ықпал етеді. Бұлшықет тіндерінде су мен май фазаларының қабынуға қарсы қорғаныс жүйелері бар, олар тіндерді РҚЖОБ мөлшері артық болған кездегі зиянды әсерінен қорғайды. Қаңқа бұлшықеттері антиоксидантты қорғанысты сақтауда маңызды рөл атқаратын глутатионның (GSH) синтездеуге қабілетті. Оның өзі тотықтығатын зат болып табылады және С витамині (еритін фазада) мен Е (май фазасында) витаминінің тотықсызданған түрде сақтауға көмектеседі. Глутатион жүйесінің ферменттері, мысалы, глутатионпероксидаза және глутатион-S-трансфераза сутек пероксидінің алмасуында каталазаны толықтырады.
Аэробты шек – бұл қаңқа бұлшықетінде лактаттың түзілуі оның ыдырауынан асып кететін жүктеме деңгейі, сондықтан лактат біртіндеп жалпы айналым жүйесінде жинала бастайды. Көбінесе лактат деңгейі 2 ммоль/л-ден асатын нүктемен анықталады.

Анаэробты шек (лактаттық) немесе анаэробты алмасудың шегі (ААШ) лактат өте жоғары жылдамдықпен жинала бастағанда байқалады; ол көбінесе қандағы лактат деңгейі 4 ммоль/л-ден асатын нүкте ретінде анықталады.

Аэробты шек шамамен 55%-ға жетеді, ал анаэробты шек оттегінің максималды жұмсалуынан шамамен 65%-н құрайды, алайда әр ағзада ауытқып отырады. Жаттығулар жасау кезіндегі аэробты және анаэробты шектерде жоғарылау шамасы оттегінің максимальды жұмсалуының жоғарылауына қарағанда жоғары болған. Шекті ұғымдарға қарамастан, қаңқа бұлшықеттерінде пируваттан лактат немесе ацетил КоА түзілуі "бәрі немесе ештеңе" реакциясы емес, керісінше қатаң реттелетін тепе-теңдік болып табылады, ол бірде бір жағына қарай, бірде екінші жағына ауысады. Қарқынды дене еңбегі кезінде қаңқа бұлшықеттерінде жедел гликолиз, гликолитикалық ағымның арқасында оксигенация дәрежесіне тәуелсіз, лактат түзіле алады. Сонымен қатар, лактат метаболизмі тотығу мен глюконеогенез арасында көмірсулардың потенциалды энергиясының таралуының негізгі әдісі болып табылады.

---

• 
  Қалпына келтіру немесе компенсаторлық жүгіру тәртібі – лактат мөлшері бірінші анаэробты шекті деңгейден төмен.
  
• 
  Аэробты аймақ – аэробты және лактат шектері арасында (тұрақты қарқындылықпен аэробты жаттығулар үшін оңтайлы).
  
• 
  Анаэробты тәртіп – жоғары қарқынды интервалды жаттығулар және жарыстар кезінде маңызды орын алады.
  

Анаэробты шекті анықтаудың эмпирикалық әдісі

Аэробты шекті деңгей (2 моль/л) жүгіру жылдамдығына сәйкес келеді, онда жүгірушілер тыныс алуда айтарлықтай қиындық сезінбестен асықпай сөйлесе алады. Егер жүгірушіге қозғалу кезінде тыныс алу ырғағы жеткілікті болса, яғни 4 қадам дем алып, 4 қадам дем шығарады (бір уақытта мұрын мен аузымен дем алған жағдайда), онда қандағы лактат концентрациясы 3 ммоль/л-ден аспайды. Егер жүгіруші тыныс алу ырғағына көшсе, 3 қадам тыныс алу – 3 қадам дем шығару, онда ол анаэробты алмасу шегіне жетті (4 ммоль/л) немесе одан өтіп кетті.

Анаэробты алмасудың шегі (ААШ) – бұл қандағы лактат концентрациясы күрт жоғарылай бастайтын жүктеме қарқындылығының деңгейі, өйткені оның түзілу жылдамдығы оның жұмсалу жылдамдығынан жоғары болады. Мұндай өсу лактат концентрациясы 4 ммоль/л-ден жоғары болған кезде басталады. Анаэробты алмасудың шегі максималды пульстің 85% - ына немесе оттегінің максималды тұтынылуының 75% - ына сәйкес келеді.

Анаэробты алмасу шегі (ААШ) ұғымы 1960 жылдардың басында кең таралды. Қазіргі таңда «лактат шегі» деген термин де қолданылады. Бастапқы ААШ ұғымына сәйкес метаболиттік ацидоз дамитын жүктеме қарқындылығы түсіндірілді. Метаболиттік ацидоздың басталуы қандағы лактат көрсеткішімен байланысты жұмыс күшінің жоғарылауы жағдайында (өкпе желдеткіші (ӨК), тыныс алу коэффициенті (ТК)), көміртегі диоксидінің метаболиттік емес жоғарылауы және т.б.) бірқатар көрсеткіштердің динамикасының күрт өзгеруі (графиктің бұзылуы) болып санала бастады.

Қандағы лактат концентрациясының алғашқы өсуі кезінде алғашқы шекті нүкте - алғашқы анаэробты шек немесе аэробты шек деп белгіленеді. Осы шекке дейін анаэробты метаболизмнің айтарлықтай өсуі байқалмайды. Аэробты шек – бұл циклдік жұмыстың қуаттылығы, оған үлкен көлемде гликолитикалық типтегі бұлшықет талшықтары қатысады. Қандағы лактаттың орташа концентрациясы орташа шамамен 2 ммоль*л

---

^-1 құрайды.

Жүктеменің одан әрі өсуі кезінде қандағы лактат концентрациясы аздап біркелкі (сызықты) жоғарылағаннан кейін айқын өсе бастаған кезең байқалады. Бұл орташа алғанда қандағы лактат концентрациясы 4 ммоль-л^-1 кезінде пайда болады және екінші анаэробты шек немесе жай анаэробты шек (ААШ) ретінде белгіленеді. ААШ баяу бұлшықет талшықтарының белгілі бір дәрежеде максималды аэробты өнімділігін көрсетеді.

---

Дене еңбегі жүктемесі кезіндегі аэробты-анаэробты ауысудың физиологиялық сипаттамасы

	Аэробты-анаэробты ауысудың фазалары
Көрсеткіш	Аэробты шек	Ауысу зонасы	Анаэробты шек
Метаболизм типі	Аэробты	Аэробты-анаэробты	Анаэробты-аэробты
Қандағы лактаттың мөлшері, ммоль*л-1	2	2 - 4	4
Жұмыс уақытында жұмсалатын негізгі энергетикалық субстраттар	Май қышқылдары	Май қышқылдары, гликоген	Гликоген, май қышқылдары
VO2, % VO2max	<40	40—85	>85
Жүректің жиырылу жиілігі, % ЖЖЖ макс	<65	65—90	>90

Шекті нүктелер жұмыс күшін көрсетеді: велосипедпен жүру, жүзу жылдамдығы, сондай-ақ дене салмағының 1 кг және %VO₂ max негізінде VO2 мәні. Қан құрамындағы лактат деңгейі 4 ммоль-л^-1 кезінде жүгіру, жүзу жылдамдығының көрсеткіштері бойынша анаэробты шек анықтамасы кеңінен қолданылады.

Сондай-ақ, желдеткіштік және лактатты шек деп аталатын терминдер де бар. Олар анаробты шектің бағалау әдістерін көрсетеді. Бірінші жағдайда, өкпе желдеткішінің сызықты емес өсуін бағалау туралы және сызықты емес өсуді (тыныс алудың минутты көлемінің оттегінің тұтынылуына қатынасын) көрсететін O₂ (ЖЭ₀) үшін желдету эквивалентінің (ЖЭ) жоғарылауы туралы сөз болады.

Лактат шегі термині қандағы лактат концентрациясының қарқынды өсуін басталу критерийлері бойынша анаэробты шекті анықтау әдісін атап өту үшін қолданылады. Әртүрлі әдістер сәл өзгеше нәтиже береді.

1) лактат пен рН анықтау үшін қан алуды талап ететін әдістер; 2) сыртқы тыныс алу, газ алмасу, жүректің жиырылу жиілігі (ЖЖЖ) жүрек соғу жылдамдығына және т. б. негізделген инвазивті емес әдістер деп бөлінеді.

---