بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
سازگاری های متابولیکی نسبت به فعالیت ورزشی شدید
اسلاید 2 :
فهرست
1)چگونه واکش های آنابولیک وکاتابولیک کنترل می شوند؟ 16) چه چیزی فعال سازی آنزیم ها را تنظیم می نماید؟
2)چگونه آنزیم ها فعال یا غیر فعال می شوند؟ 17) تأثیر مدت زمان فعالیت ورزشی
3)چگونه تمامی این فعالیت ها تنظیم می شود؟ 18) تأثیر فعالیت ورزشی شدید
4)تنظیم هورمونی سلول ها از طریق آنزیم ها
5)افکتور های آلوستریک
6)تنظیم گلیکوژن فسفوریلاز
7)چگونه گلیکوژن فسفوریلاز با این سرعت فعال می شود؟
8)تنظیم فسفوفروکتوکیناز(PFK)
9)تنظیم پیروات دهیدروژناز(PDH)
10)در زمان فعالیت ورزشی
11)تنظیم کارنیتین پالمینوئیل ترانسفر - 1
12)تنظیم پروتئین کیناز فعال شده توسط AMP (AMPK)
13)فعالیت ورزشی شدید
14)تولید انرژی طی فعالیت ورزشی شدید
15)تنظیم متابولیک طی فعالیت ورزشی شدید(HIE)
اسلاید 3 :
چگونه واکش های آنابولیک وکاتابولیک کنترل می شوند؟
تا کنون برخی از جنبه های بیوشیمیایی درشت مغذی های لازم برای تولید و ذخیره سازی انرژی را در فعالیت ورزشی بررسی کردیم.
اکنون عامل مهم که باید در نظر گرفته شود این است که آنزیم ها در تمام مراحل تولید و ذخیره سازی انرژی حضور دارند و نقش مهمی در کنترل سرعت شروع و خاتمه ی فرایند و همچنین چگونگی سرعت آن رخداد ایفا می نمایند.
اسلاید 4 :
زمانی که ورزشکار از حالت سکون یا سطح پایینی از فعالیت به فعالیت از نوع سرعتی تغییر وضعیت می دهد،فرآیند های تولید انرژی باید توانایی تولید سریع ATP را به خصوص در زمان فعالیت شدید داشته باشند. همچنین در طول فعالیت های بدنی طولانی مدت،تولید ATP به طور مداوم و مناسب از منابع هوازی بسیار مهم می باشد.
اسلاید 5 :
چگونه آنزیم ها فعال یا غیر فعال می شوند؟
عضله بعد از فعالیت شدید،از نظر ساختاری نیازمند برگشت به حالت اولیه می باشد(افزایش سنتز پروتئین) در غیر اینصورت ممکن است عضله به صورت تدریجی تجزیه شود.
در حقیقت همان گونه که خواهیم دید فعالیت ورزشی موجب تغییرات آنزیمی و ساختاری در عضله می گردد.
اسلاید 6 :
چگونه تمامی این فعالیت ها تنظیم می شود؟
در این سر فصل چگونگی تنظیم فعالیت آنزیم و سنتز پروتئین را مورد بررسی قرار می دهیم و از این طریق متوجه اهمیت هورمون ها و ترکیبات شیمیایی درون سلول که افکتور های آلوستریک نام دارد می شویم.
هورمون ها
افکتور های آلوستریک
اسلاید 7 :
تنظیم هورمونی سلول ها از طریق آنزیم ها تنظیم هورمونی سلول ها از دو طریق:
1-فعال سازی آنزیم های غیر فعال همان طور که توسط هورمون های پپتیدی و کاتکولامین ایجاد می گردد.
2-از طریق تشکیل آنزیم های جدید(سنتز از نو) از سنتز پروتئین (برای هورمون های استروئیدی)انجام می شود.
اکثر آنزیم های درگیر در فرآیند های تولید و ذخیره سازی انرژی به دو شکل فعال و غیر فعال وجود دارند و شکل فعال برای راه اندازی فرآیند ضروری می باشند.
اسلاید 8 :
برای مثال:
گلیکوژن فسفوریلاز باید به شکل فعال موجود باشد تا شکستن گلیکوژن را طی فعالیت افزایش دهد.
آنزیم های فسفوفروکتوکیناز(PFKS)جهت گلیکولیز و یاATGL و لیپاز حساس به هورمون(HSL)برای لیپولیز نیز وضعیت مشابهی دارند.
در دوره استراحت این آنزیم ها در سلول به شکل غیر فعال وجود دارند.
اسلاید 9 :
افکتور های آلوستریک
هورمون ها تنها تنظیم کننده فعالیت آنزیم در یک سلول نیستند.
برخی از مولکول ها و یون ها نیز قادر به فعال سازی آنزیم های غیر فعال هستند.
در ارتباط با انقباض عضلانی ATP ، ADP ،Ca قادرند به صورت فعال کننده و یا بازدارنده آنزیم عمل نمایند.
از آن جایی که به دلیل فعالیت،تغییرات در غلظت ATP ، ADP ،Ca سلولی به سرعت رخ می دهد،این مولکول ها ظرفیت فعال سازی آنزیم ها را دارند.
و بدین وسیله تولید انرژی از فعالیت هایی مانند گلیکوژنولیز و گلیکولیز را افزایش می دهند.
علاوه بر این ممکن است سوبستراها و محصولات حاصل از واکنش های تنظیم شده آنزیمی،به عنوان یک فعال گننده یا بازدارنده عمل نمایند.
اسلاید 10 :
اصطلاح افکتور های آلوستریک به مولکول ها و ترکیبات تولید شده در یک سلول اطلاق می گردد که دارای توانایی فعال سازی یا غیرفعال سازی یک آنزیم از طریق اتصال به جایگاهی غیر از جایگاه فعال را دارند.
چند نمونه مهم تنظیم آلوستریک
2-1 تنظیم گلیکوژن فسفوریلاز
2-2 تنظیم فسفو فروکتوکیناز (PFK)
2-3 تنظیم پیروات و هیدروژناز (PDH)
2-4 تنظیم گارنیتین پالمیتوئیل ترانسفراز-1 CPT1))
2-5 تنظیم پروتئین کیناز فعال شده توسط AMP (AMPK)
اسلاید 11 :
2-1تنظیم گلیکوژن فسفوریلاز:
گلیکوژن فسفوریلاز از طریق AMP ، تولید شده از هورمون های مانند آدرنالین،فعال می گردد.
طی فعالیت سرعتی شدید ، هنگامی که انرژی مورد نیاز برای یک عضله (از گلیکوژنولیز) در چند ثانیه از حالت سکون به یک حالت انفجاری تبدیل می گردد ، آبشار تولید AMP ، با واسطه آدرنالین بسیار کند است ، شواهد در دسترس نشان می دهد که گلیکولیز در عرض یک ثانیه فعال می شود.
اسلاید 12 :
چگونه گلیکوژن فسفوریلاز با این سرعت فعال می شود؟
پاسخ : حضور Ca²⁺ در زمان انقباض عضلانی به دلیل انتشار از شبکه سارکوپلاسمی وارد سیتوپلاسم شده است ، یک افزایش ناچیز در Ca²⁺ ، مستقیماً فسفوریلازکیناز را فعال می سازد و آن نیز به نوبه خود فسفوریلاز را فعال می کند و بنابراین آبشار cAMP فعال نمی شود.
- البته آبشار cAMP در زمانی که مدت فعالیت افزایش می یابد به تنظیم آنزیم کمک می نماید.
اسلاید 14 :
2-2 تنظیم فسفوفروکتوکیناز(PFK)
آنزیم تنظیمی کلیدی در گلیکولیز فسفوفروکتوکیناز می باشد.
از حالت استراحت و یا در نقطه شروع یک مسابقه دوی 60 متر که سطح گلیکولیز پایین می باشد به حالت دوی سریع،که فعالیت گلیکولیتیک در حداکثر میزان خود می باشد،تغییر وضعیت می دهیم ؛تنظیم آلوستریک به منظور فعال سازی سریع PFK ضروری می باشد.
همان گونه که در شروع یک فعالیت ورزشی انتظار می رود با بالا رفتن سطح سلولی AMP و Pi ،فعالیت PFK افزایش می یابد.
زمانی که ATP (زمان استراحت یا فعالیت سبک مورد انتظار است) و یا غلظت سیترات بالا می رود،PFK غیر فعال می شود.
اسلاید 15 :
هنگامی که چرخه ی Tca به سرعت در حال کار کردن است(احتمالاً به دلیل اکسیداسیون بیشتر چربی)سیترات میتوکندری خارج و منجر به افزایش تشکیل کوآنزیمA می گردد و از این رو مقادیر زیادی سوبسترا وارد چرخه ی Tca می شود.
اسلاید 16 :
2-3 تنظیم پیروات دهیدروژناز(PDH)
پیروات دهیدروژناز در تشکیل استیل کوآنزیمA از پیروات نقش محوری دارد.
از آنجا که استیل کو آنزیمA محصول نهایی بتا اکسیداسیون اسید های چرب می باشد،به نظر می رسد که PDH در تنظیم کربوهیدرات و اکسیداسیون لیپید نقش مهمی دارد.
غیر فعال شدن PDH ،اکسیداسیون کربوهیدرات را کاهش خواهد داد زیرا پیروات حاصل از گلیکولیز نمی تواند به استیل کوآنزیم A تبدیل گردد و در نتیجه منجر به مهار خود گلیکولیز می شود.
برای فعال سازی PDH ،لازم است که PDH کیناز غیرفعال شود.
این اتفاق زمانی رخ می دهد که سطوح میتوکندریایی پیروات ، NAD ،COASH و Ca²⁺ افزایش یافته باشند.
به عبارت دیگر زمانی که ATP ،NADH و استیل کوآنزیمA افزایش یافته باشند ، PDHکیناز فعال می گردد و به این ترتیبPDH را غیر فعال می کند.
اسلاید 17 :
در سمت راست شکل ، آنزیم PDH فسفاتاز در زمان فعال بودن موجب افزایش فعال سازیPDH می گردد.
اسلاید 18 :
در زمان فعالیت ورزشی:
سطح پیروات در میتوکندری به دلیل افزایش گلیکولیز افزایش خواهد یافت و موجب فعال سازی PDH خواهد شد.
به طور مشابه هم چنان که تجزیه ATP رخ می دهد ، غلظت ADP در زمان فعالیت ورزشی افزایش می یابد و بنابراین این موضوع عاملی برای افزایش فعال سازی PDH می باشد.
افکتور های آلوستریک که موجب فعال سازی PDH فسفاتاز می شوند هستند.که هر 2 در زمان انقباض عضلانی در دسترس قرار می گیرند.
به علاوه یک مهار کننده مهم فعالیت PDH ،محصول واکنش یعنی استیل کوآنزیمA می باشد.
آن چه که مهار توسط محصول یک آنزیم نامیده می شود به معنای آن است که محصول به وجود آمده از یک واکنش تنظیم شده آنزیمی ، چنان چه حذف نگردد موجب مهار آنزیم خواهد شد.
Mg⁺²
Ca²⁺
اسلاید 19 :
2-4 تنظیم کارنیتین پالمینوئیل ترانسفر - 1
برای اینکه اسید های چرب بلند زنجیر وارد میتوکندی و متحمل بتا-اکسیداسیون شونده آنزیم CPT1 نقش محوری دارد.
بنابراین هرعاملی که فعالیت CPT1 را کاهش یا افزایش دهد،احتمالاً زنجیره اسید های چرب بلند زنجیر را به درون ماتریکس میتوکندری به ترتیب کم و یا زیاد می نماید.
مالونیل کوآنزیمA یک مهار کننده فعالیت CPT1 می باشد.
سطوح افزایش یافته سیتوپلاسمی مالونیل کوآنزیمA ، CPT1را مهار می کند.
در حالی که کاهش سطوح آن ، اثر مهاری را حذف می کند.
اسلاید 20 :
عکس نشان می دهد افزایش مالونیل کوآنزیمA زمانی رخ می دهد که غلظت استیل کوآنزیمA در سیتوپلاسم افزایش یافته باشد.
