Mięśnie potrzebują energii do wykonywania swoich funkcji. Plik Źródło energii można zagwarantować na różne sposoby poprzez rozkład i konwersję składników odżywczych.
Jakie jest źródło energii?
Dostarczanie energii do pracy mięśni jest możliwe na 4 różne sposoby. Różnią się szybkością i ilością, z jaką mogą dostarczyć energię. Intensywność pracy mięśni decyduje o tym, który z tych procesów jest wykorzystywany do dostarczania energii.
Różne procesy często przebiegają równolegle. W beztlenowym (beztlenowym) procesie alaktycznym (bez ataku mleczanów) magazynowanie ATP (trifosforan adenozyny) i magazynowanie fosforanu kreatyny dostarczają energii na krótki czas. Jest to jednak wystarczające tylko na 6-10 sekund, dla dobrze wytrenowanych sportowców do 15 sekund i jest wywoływane z maksymalną wydajnością w obszarze maksymalnej, szybkiej siły i prędkości. Wszystkie inne procesy wymagają obecności glukozy lub kwasów tłuszczowych. Dostarczają ATP (trifosforan adenozyny) w różnych ilościach poprzez całkowitą lub niepełną degradację.
Przy beztlenowym zaopatrzeniu w energię mlekową glikogen, forma magazynowania glukozy, jest rozkładany niecałkowicie. Stąd proces ten nazywany jest również glikolizą beztlenową. Rezultatem jest mleczan i niewielka ilość energii, która wystarcza na 15-45 sekund intensywnego wysiłku, dla najlepszych sportowców przez 60 sekund. W przypadku długotrwałych zajęć sportowych o niskiej intensywności energia pozyskiwana jest z całkowitego spalania glukozy lub kwasów tłuszczowych w tlenowych (z wykorzystaniem tlenu) procesach produkcji energii, które zachodzą w mitochondriach komórek mięśniowych.
Funkcja i zadanie
Mięśnie potrzebują energii do wykonywania swoich funkcji. Przekształcają to w pracę mechaniczną, aby poruszać stawami lub stabilizować obszary ciała. Jednak sprawność mechaniczna jest bardzo niska, ponieważ tylko około jedna trzecia dostarczonej energii jest wykorzystywana na potrzeby kinetyczne. Reszta jest spalana w postaci ciepła, które jest uwalniane na zewnątrz lub wykorzystywane do utrzymania temperatury ciała.
Sportowcy, dla których ważne są szybkie ruchy lub te wymagające dużego wysiłku fizycznego, w krótkim okresie czasu czerpią energię z magazynów energii znajdujących się w osoczu komórek mięśniowych. Typowe dyscypliny, które spełniają te wymagania to na przykład sprint na 100 metrów, podnoszenie ciężarów czy skok wzwyż.
Typowe zajęcia sportowe, które trwają 40-60 sekund przy maksymalnych możliwych osiągach, to bieg na 400 metrów, jazda na łyżwach szybkich na 500 metrów lub kolarstwo torowe na 1000 metrów, ale także długi sprint finałowy na koniec wyścigu wytrzymałościowego. Mięśnie pozyskują energię do tych czynności z beztlenowego metabolizmu energii mlekowej. Oprócz mleczanu wytwarza się więcej jonów wodorowych, które stopniowo nadmiernie zakwaszają mięśnie, a tym samym stanowią czynnik ograniczający ten rodzaj aktywności sportowej.
W przypadku długotrwałego uprawiania sportu o niskiej intensywności energia musi być stale uzupełniana bez występowania substancji powodujących awarię. Czyni to poprzez całkowite spalanie glukozy i kwasów tłuszczowych pochodzących z węglowodanów i tłuszczów. Ostatecznie oba źródła energii kończą po różnych etapach degradacji jako acetylo-koenzym A w cyklu cytrynianowym, gdzie ulegają degradacji przy zużyciu tlenu i dostarczają znacznie więcej energii niż beztlenowa glikoliza.
Istotne jest to, że rezerwy tłuszczu w organizmie mogą dostarczać energii znacznie dłużej niż zapasy węglowodanów, choć z mniejszą intensywnością. Jeśli sportowcy wytrzymałościowi nie uzupełnią zapasów węglowodanów w międzyczasie, może nastąpić znaczny spadek wydajności.
Choroby i dolegliwości
Wszystkie choroby, które upośledzają rozkład, transport i wchłanianie kwasów tłuszczowych i glukozy, mają negatywny wpływ na zaopatrzenie w energię. W cukrzycy podstawowym zaburzeniem jest wchłanianie glukozy z krwi do komórek, do których potrzebna jest insulina. W zależności od stopnia nasilenia może to prowadzić do niedostatecznej podaży w komórkach mięśniowych, co zmniejsza wydajność. Konsekwencją tego zaburzenia wchłaniania jest wzrost poziomu cukru we krwi, który jest sygnałem dla trzustki do produkcji jeszcze większej ilości insuliny w celu zmniejszenia tego nadmiaru. Oprócz długotrwałego uszkodzenia narządów spowodowanego zmianami w składzie krwi, proces ten ma bezpośredni wpływ na możliwości mobilizacji zapasów tłuszczu i glukozy w wątrobie. Zwiększona obecność insuliny sprzyja przemianie glukozy w jej składową glikogen i tworzeniu się tłuszczu zapasowego, co hamuje mobilizację tych substancji do dostarczania energii.
Choroby wątroby, takie jak stłuszczenie wątroby, zapalenie wątroby, zwłóknienie wątroby lub marskość wątroby, mają podobny wpływ na mobilizację tłuszczu, nawet jeśli mechanizmy działania są różne. Równowaga między wchłanianiem i magazynowaniem tłuszczu z jednej strony a rozkładem i transportem z drugiej strony jest zaburzona w tych chorobach z powodu defektów enzymatycznych, co wpływa na ogólną wydajność.
Istnieje kilka rzadkich chorób, które mają miejsce bezpośrednio w komórkach mięśniowych iw niektórych przypadkach mają znaczące konsekwencje dla osób dotkniętych chorobą. Te choroby genetyczne są podsumowane terminem miopatie metaboliczne. Istnieją 3 podstawowe formularze z różnymi wariantami: W chorobach mitochondralnych defekty genetyczne powodują zaburzenia w łańcuchu oddechowym, co jest istotne dla tlenowego rozkładu glukozy. Oznacza to, że ATP nie jest formowane i udostępniane jako źródło energii albo w ogóle, albo tylko w niewielkiej ilości. Oprócz objawów mięśniowych na pierwszym planie są zwyrodnienia nerwowe. W przypadku choroby spichrzania glikogenu (najbardziej znaną postacią jest choroba Pompego) defekty genetyczne zakłócają przemianę glikogenu w glukozę. Im wcześniej wystąpi ta choroba, tym gorsze rokowanie. Choroba spichrzania lipidów zachowuje się podobnie, ale występują problemy z konwersją tłuszczu.
W przypadku wszystkich chorób występują różne objawy. W mięśniach czasami dochodzi do znacznego spadku wydajności, szybkiego zmęczenia, występowania skurczów mięśni, hipotonii mięśniowej, a przy przedłużonej progresji zaniku mięśni.
.jpg)
.jpg)
