Грубо говоря, есть три основных режима работы мышц, в которых источники энергии различны. При нагрузках максимальной мощности (например, в тяжелой атлетике) мышцы развивают предельное усилие в течение очень короткого времени. Энергия для такого усилия поступает за счет распада аденозинтрифосфата (АТФ). Этот процесс способен дать самый мощный выброс силы, но он заканчивается за секунды. Дополнительное количество ЛТФ получается при использовании креатинфосфата (КФ) для восстановления израсходованного АТФ, однако и его хватает ненадолго.
Максимальное выделение мощности достигается примерно через 2-3 секунды. Считается, что данный механизм, называемый в научной литературе АТФ-КФ, обеспечивает работу мышц в течение 6-15 секунд. Его называют еще анаэробным алактатным, так как для него не требуется повышенного потребления кислорода.
Когда мышцам не хватает АТФ, энергия для его синтеза получается путем гликолиза, то есть «сжигания» углеводного запаса — гликогена. Такой механизм называют анаэробным лактатным, поскольку кислород в данном случае практически не расходуется, а побочным продуктом является молочная кислота. Мощность, развиваемая при гликолизе, примерно в 1.5 раз меньше, чем для АТФ-КФ, зато емкость примерно в
2.5 раз больше. Но и его хватит примерно на 5-6 минут, а максимум мощности приходится на 0,5-3 минуты.
Далее уже работает аэробный механизм — сжигание углеводов (аэробный гликолиз) и жиров (липолиз) со значительным расходом кислорода. Развиваемая при этом мощность примерно в 1,6 раза меньше, чем при гликолизе. Зато этот источник энергии — самый «долгоиграющий». Максимум мощности достигается через несколько минут. При аэробных нагрузках невысокой мощности жирового запаса хватает на несколько часов непрерывной работы.
Конечно, в чистом виде встречается только первый способ, а остальные более или менее сосуществуют. Например, если потребление кислорода до 50% от максимального — используются в основном жиры; при потреблении кислорода более 60% от максимального — значительную роль играют углеводы. Один механизм может также «подпитывать» другой с некоторыми потерями энергии (табл. 1). По последним данным, аэробное окисление начинается уже с первых секунд работы мышц.
Некоторые органы, однако, интенсивно используют анаэробное окисление даже в нормальных условиях, без повышенной нагрузки. Конечные продукты такого окисления используются сердечной мышцей для обеспечения энергией обмена веществ. Сердечная мышца способна поглощать и утилизировать даже молочную кислоту, в отличие от скелетных мышц, которые выделяют ее в качестве конечного продукта обмена.
По мнению некоторых авторов, анаэробное окисление может становиться основным источником энергии в стрессовых ситуациях, когда кислорода не хватает, поскольку наиболее уязвим к кислородному голоданию самый важный орган — мозг.
Молочная кислота способна окисляться в печени, почках и кишечнике. Конечными продуктами в таком случае являются углекислота и вода. Мышечная выносливость во многом зависит от способности организма утилизировать молочную кислоту.