Калория
– единица измерения тепла. Мы привыкли считать его в килокалориях (ккал), то есть в тысячах калорий. Килокалория – количество энергии, необходимое для нагревания литра воды на 1 градус. За сутки мы выделяем столько тепла, что его хватит на доведение до кипения более 30 литров воды! Килокалория – привычная и понятная единица измерения, поэтому ее используют повсеместно. Делаются попытки перевести измерения на килоджоули (кДж), но пока они безуспешны.Например, среднестатистический мужчина тратит около 2500 ккал в сутки. При этом на основной обмен у него будет приходиться в районе 1800 ккал. Примерно половину из этих 1800 ккал он выделит в виде тепла. Остальная энергия будет потрачена на те самые процессы распада и обновления тканей, примеры которых мы рассматривали в первой главе.
Когда мы начинаем думать или двигаться, мы тратим много энергии, но затраты на поддержание обмена веществ все равно больше.
Итак, возвращаясь к аналогии с биологической машиной, на все процессы жизнедеятельности нам требуется бензин. И такой бензин у нас есть! Его называют АТФ.
АТФ – аденозинтрифосфорная кислота
, нуклеотид, состоящий из азотистого основания (аденита), сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.Для получения энергии от АТФ отделяется одна молекула фосфата и в итоге мы получаем АДФ (АденозинДиФосфат – то есть аденозин плюс две молекулы фосфатов) и энергию.
Такова простейшая и очень быстрая реакция расщепления.
Проблема заключается в одной неприятной мелочи – наш «бензобак» очень мал. Энергии АТФ, содержащейся в теле человека, хватает всего на несколько секунд работы.
И вот тут мы выясняем, что наш организм – это не только машина, но и химическая фабрика. Он непрерывно присоединяет молекулу фосфатов обратно к АДФ, чтобы восстановить АТФ и не позволить нам остаться полностью обессиленными. А вот способов возврата, по-научному – ресинтеза АТФ, у организма несколько, а конкретнее – четыре, в зависимости от того, сколько и как быстро нам нужна энергия.
Фосфогенная фабрика
Если энергии нам требуется много и получить ее нужно максимально быстро, в дело вступает первая фабрика. В наших мышцах есть вещество
Несложно догадаться, что креатинфосфат
просто отдает свою молекулу фосфата АДФ, после чего снова превращает его в АТФ. Максимально просто, максимально быстро, но очень неэкономно.Запасов креатинфосфата в нашем организме хватит тоже ненадолго – всего на 10–20 секунд высокоинтенсивной работы. Так как запасов его мало, а производство неэкономно – один к одному, то и использует эту фабрику наш организм только в случаях предельной работы. Скажем, когда нам нужно поднять какой-то очень тяжелый вес в течение всего нескольких секунд.
Если продолжать аналогию с автомобилем, использование креатинфосфата похоже на драг-рейсинг
[2]. Нужно выжать газ на полную и пронестись максимально быстро 400 метров.Для таких гонок используют форсированные двигатели, увеличенной мощности и объема – так называемые мускулкары[3]
.Один мой знакомый купил себе «Форд Мустанг» с очень мощным двигателем. В основном автомобиль стоял около дома. Мой приятель жаловался на его прожорливость, говорил: «Я когда на газ нажимаю, то буквально физически вижу, как движется стрелка падения уровня топлива». Это очень хорошая иллюстрация работы первой фабрики.
Что же делать? Существует два варианта: вы либо остановитесь, либо продолжите работу со сниженной мощностью. Если вы смотрели соревнования по бегу на короткие дистанции, то наверняка замечали, что, пробежав примерно 80 метров, спортсмен резко замедляется, как будто переключает скорость. Запасы его фосфатов практически истощились, и он вынужден перейти на более экономный, но менее мощный источник энергии.
Гликолитическая фабрика
Если тяжесть физической работы все еще высока, а продолжительность более 15–20 секунд, организм подключает еще один способ ресинтеза АТФ. Для его изготовления используется вещество гликоген – глюкоза, связанная с водой.
Получаем мы его из углеводов, потребленных вместе с пищей.