Podstawą jakiejkolwiek aktywności fizycznej jest ruch, który odbywa się przy pomocy mięśni. Ich działanie oparte jest na bodźcach nerwowych, które prowadzą do skurczu bądź rozkurczu włókien mięśniowych. Wiedza ta, umiejętnie zastosowana w praktyce, przełoży się bowiem na lepsze efekty treningowe.
Żeby zrozumieć szereg mechanizmów prowadzących do powstawania energii w mięśniach, należy wyjaśnić kilka nie do końca jasnych pojęć i skomplikowanych procesów zachodzących w ludzkim organizmie.
Adenozynotrójfosforan czyli tzw. ATP jest związkiem zawierającym wysokoenergetyczne wiązanie przy jednej z reszt fosforanowych. W wyniku rozpadu ATP (w procesie hydrolizy) powstaje ADP (adenozynodifosforan, który przy udziale fosfokreatyny ponownie może zostać przekształcony do ATP) oraz uwalniana jest energia, umożliwiająca mięśnom skurcz i rozkurcz. Można zatem stwierdzić, że im większa ilość dostępnego ATP, tym większa możliwość wytwarzania energii przez mięśnie. Należy jednak wiedzieć, że ATP nie jest magazynem energii, a jedynie jej odnawialnym nośnikiem. Jego zapasy w naszych komórkach są na tyle małe, że wystarczają właściwie na kilka sekund maksymalnych skurczów. W celu kontynuowania wysiłku i pokrycia zapotrzebowania na energię, organizm uruchamia szereg przemian biochemicznych wykorzystujących cukry, kwasy tłuszczowe i aminokwasy do odbudowy ATP w komórkach mięśniowych. Należą do nich dwa rodzaje procesów, które przy udziale zmagazynowanych w organizmie oraz dostarczanych wraz z pożywieniem białek, węglowodanów i tłuszczów, umożliwiają odtworzenie ATP.
Pierwszy rodzaj procesów to procesy beztlenowe (anaerobowe), które organizm może przeprowadzić bez udziału tlenu. Ten sposób wytwarzania energii dominuje przede wszystkim w wysiłkach intensywnych i krótkotrwałych, a głównymi substratami wykorzystywanymi do odbudowy zapasów ATP są wspomniana już fosfokreatyna oraz glikogen (forma, w której organizm przechowuje węglowodany) zmagazynowane w komórkach mięśniowych. Przemiany wykorzystujące fosfokreatynę szybko uwalniają energię, jednak jej zapasy są niewielkie przez co wystarczają na kilka sekund intensywnego wysiłku (np. krótki sprint), a ich odbudowa trwa kilka minut (warto w tym miejscu zaznaczyć, że suplementacja kreatyną ma pozytywny wpływ na wzrost stężenia fosfokreatyny w mięśniach, co w praktyce wpływa na wzrost efektywności wykonywanej pracy). Znacznie większe ilości energii organizm jest w stanie zmagazynować w postaci glikogenu, wykorzystywanego w procesie glikolizy, która dominuje w wysiłkach trwających do 90 do 120 sekund (np. seria w treningu siłowym). Głównym substratem są tu cząsteczki glukozy (powstałe w wyniku rozpadu glikogenu), które bez obecności tlenu przekształcane są do ATP i kwasu mlekowego. Bez wątpienia dużą zaletą procesów beztlenowych jest fakt, że mięśnie mogą wykonywać pracę, zanim organizm podejmie działania umożliwiające transport odpowiedniej ilości tlenu do komórek (czyli do czasu, aż płuca i serce zaczną dostosowywać swoją pracę do zwiększonego zapotrzebowania komórek), a także w sytuacji, gdy zapotrzebowanie na tlen przekracza zdolności ciała do jego pobierania. Wynika to przede wszystkim z faktu, że organizm jest w stanie uruchomić procesy beztlenowe natychmiast po rozpoczęciu intensywnego wysiłku, a resynteza ATP na drodze beztlenowej jest znacznie szybsza. Istnieją jednak pewne ograniczenia, które uniemożliwiają organizmowi stałe pozyskiwanie energii w ten sposób. Przemiany beztlenowe są szybkie, ale mało wydajne, przez co w dłuższym czasie stają się mało efektywne. Dodatkowo w procesie glikolizy powstaje kwas mlekowy, który wpływa na coraz większe zmęczenie mieśni i spadek wydolności. Kolejną wadą procesów beztlenowych jest szybkie wyczerpywanie się substratów energetycznych. Ilość glikogenu zgromadzonego w mięśniach wynosi od 300 do 600 gramów oraz ok. 100 gramów w wątrobie, co w praktyce wystarczy na 60-90 minut intensywnego wysiłku.
Drugim rodzajem procesów są procesy tlenowe (aerobowe). Ten sposób pozyskiwania energii organizm wykorzystuje w trakcie długotrwałych wysiłków o niskiej intensywności, ponieważ przemiany te trwają znacznie dłużej i wymagają obecności tlenu. Ilość wytwarzanego ATP jest jednak znacznie większa, niż w przypadku przemian beztlenowych. Wyróżniamy dwa procesy tlenowe, które umożliwiają produkcję energii: glikolizę i lipolizę. Substratem energetycznym w glikolizie jest ponownie glukoza, jednakże w warunkach tlenowych z jednej cząsteczki glukozy powstaje prawie 20 razy więcej cząsteczek ATP, niż w przypadku przemian beztlenowych. Można zatem zauważyć, że ilość powstałej energii z glikogenu, zależy przede wszystkim od dostępności tlenu. W przypadku całkowitego wykorzystania jego zapasów, organizm zmuszony jest do korzystania z zapasowego żródła energii, jakim jest tłuszcz. Wykorzystywany jest on w procesie lipolizy, w którym energia powstaje z kwasów tłuszczowych, będących najbardziej skondensowanym źródłem energii. Nie od dziś wiadomo, że zapasy tłuszczu w organizmie człowieka umożliwiłyby mu przetrwanie nawet kilku dni bez dostarczania energii wraz z pożywieniem. Należy jednak pamiętać, że podczas aktywności fizycznej kwasy tłuszczowe mogą być rozkładane jedynie w warunkach tlenowych. Warto także dodać, że białko również może stanowić źródło energii, z którego mięśnie korzystają, gdy zapasy glikogenu się wyczerpią. Dotyczy to przede wszystkim końcowych etapów długich i intensywnych wysiłków, kiedy to w mięśniach nasila się proces rozpadu białek na aminokwasy, które w procesie glukoneogenezy przekształcane są w glukozę.
Jak w takim razie wykorzystać powyższą wiedzę w praktyce? W pierwszej kolejności należy zauważyć, że to w jakim stopniu organizm skorzysta z danego składnika odżywczego, zależy przede wszystkim od takich czynników jak: dostępność tlenu i substratów energetycznych, stopień wytrenowania organizmu oraz długość i charakter wysiłku. Warto zatem wziąć pod uwagę wszystkie wymienione czynniki, chociażby przy okazji budowania planu treningowego, czy też komponowania diety, mającej na celu pokrycie naszego zapotrzebowania energetycznego. W sportach o dużej intensywności (np. sporty walki czy sporty siłowe) należy zadbać o jak najwększe wysycenie mięśni glikogenem oraz o dostarczanie węglowodanów podczas wysiłku. Pozwoli to na zwiększenie intensywności oraz odsunięcie w czasie uczucia zmęczenia, co może bezpośrednio przełożyć się na osiągnięty rezultat. Z kolei sporty o niskiej intensywności, do których zaliczyć możemy m.in. ultramaratony, wymagają jak najlepszej adaptacji organizmu do tlenowych procesów pozyskiwania energii. Znajomość podstawowcyh procesów wytwarzania energii pozwala na odpowiednie przygotowanie organizmu do uprawianej dyscypliny sportu i optymalizację procesów zachodzących w organizmie.
Kacper Orłowski, Trec Magazine nr 13.
Czytaj więcej treści na trecmagazine.com >>>
