Объясните, почему при физической нагрузке в мышцах протекает анаэробное дыхание.

При интенсивной физической нагрузке мышцы начинают сокращаться очень часто и расходуют большое количество энергии. Энергия для сокращений образуется при расщеплении АТФ, поэтому мышечным клеткам необходимо постоянно и быстро восстанавливать запасы АТФ.

В обычных условиях основная часть энергии получается при аэробном дыхании, то есть с участием кислорода. Однако во время сильной нагрузки потребность мышц в кислороде резко возрастает, а кровеносная и дыхательная системы не всегда успевают доставить его в достаточном количестве. Особенно это происходит при беге на короткие дистанции, поднятии тяжестей и других упражнениях высокой интенсивности.

Из-за недостатка кислорода мышечные клетки переходят на анаэробное расщепление глюкозы. Этот процесс происходит в цитоплазме и позволяет быстро получить небольшое количество АТФ без участия кислорода. Глюкоза при этом расщепляется не полностью, а конечным продуктом становится молочная кислота, точнее лактат.

Анаэробный способ образования энергии менее эффективен, чем аэробный: из одной молекулы глюкозы образуется всего две молекулы АТФ. Зато энергия выделяется значительно быстрее, что позволяет мышцам продолжать работу в условиях временного дефицита кислорода.

При накоплении продуктов анаэробного обмена изменяется кислотность в мышечных клетках, снижается эффективность работы ферментов и возникает чувство жжения и утомления. После прекращения нагрузки дыхание и сердцебиение некоторое время остаются учащёнными: организму требуется дополнительный кислород для восстановления энергетических запасов и переработки накопившегося лактата.

Таким образом, анаэробное дыхание протекает в мышцах при физической нагрузке потому, что потребность в энергии становится очень высокой, а кислород не успевает поступать к мышечным клеткам в необходимом количестве.