ihmisen bioenergetiikka on kiinnostava aihe. Energiajärjestelmien toimintaa ymmärtää kuitenkin vain harva ja / tai se voi olla monelle hämmentävää. Avaa laadukas liikuntafysiologian teksti ja se voi jättää sinut sanomalla ” häh?”lukiessa aerobisesta, anaerobisesta ja välittömästä energia-aineenvaihdunnasta. Se voi mennä vielä pahemmaksi, kun seulotaan kaikki biokemialliset prosessit.

onko tärkeää pystyä selittämään oksidatiivisen Krebs-kierron kemiallinen hajoaminen tai anaerobinen glykolyysi, jos on valmentaja tai urheilija harjoittelemassa? En oikeastaan. Kuitenkin, tietäen perusteet miten tuotamme energiaa voi auttaa ymmärtämään, miten me väsymys ja mitä harjoitustoimenpiteitä voidaan käyttää minimoimaan sitä. Mennään mahdollisimman yksinkertaisesti. Teen parhaani, mutta jonkinlainen ”huipputekninen” keskustelu on tarpeen.

ensimmäisenä on muistettava, että lihasten supistuminen / voimannäyttö johtuu molekyylistä nimeltä Adenosiinitrifosfaatti (ATP). Kun ATP-molekyyli yhdistyy veteen, viimeinen kolmesta fosfaattiryhmästä hajoaa ja tuottaa energiaa.

Tämä ATP: n jakautuminen lihasten supistumiseen johtaa adenosiinidifosfaattiin (ADP). ATP: n rajalliset varastot on täydennettävä työn jatkamiseksi, joten kemialliset reaktiot lisäävät fosfaattiryhmän takaisin ADP: hen ATP: n valmistamiseksi.

miten ATP tuotetaan

ota kolme erilaista aktiviteettia ja laita ne jatkumoon. Toisessa päässä olisi nopea, räjähtävä purkaus, kuten lyönnin heittäminen. Toisessa päässä olisi pidennetty, alemman tason tapahtuma, kuten viiden kilometrin kävely.

näiden kahden välillä voi olla mitä tahansa: voimakas kahdenkymmenensekunnin aktiviteetti, minuutin jatkuva voimankäyttö tai viiden minuutin tapahtuma, jossa voimankäytön intensiteetit vaihtelevat.

kuten näette, energiantuotosta on monia ilmaisuja riippuen tarvittavan voiman määrästä ja aktiivisuuden pituudesta.

mikä sitten on jatkumoon eri kohdissa lankeavien toimintojen energianlähde? Tämä on bioenergetiikan ydin – niin monia mahdollisuuksia ja niin monia tekijöitä.

kolme energiajärjestelmää

kaikki ovat käytettävissä ja ”päälle” minkä tahansa toiminnan alussa. Se, mikä määrää, kumpaan (tai kahteen) luotetaan eniten, on tarvittava ponnistus.

Take home point: ATP: tä pitää olla, jotta lihakset supistuvat. Sitä voidaan valmistaa ATP-PC-järjestelmän, glykolyyttisen järjestelmän tai oksidatiivisen järjestelmän kautta. Jos se on tyhjentynyt, sitä on täydennettävä, jotta lihasten supistuminen jatkuisi.

Suorita räjähtävä, kertaliike, kuten seisova pituushyppy tai pystyhyppy, ja ponnistelet maksimaalisesti, mutta arvaa mitä? Et väsy tästä ainoasta ponnistuksesta.

hyppää kuitenkin useita kertoja ja lopulta väsyt. Going all-out mahdollisimman pitkään tyhjenee välittömästi ATP myymälöissä, sitten glykolyyttinen myymälöissä.

oksidatiivisen järjestelmän on tuettava jatkuvaa ponnistusta pienemmällä intensiteetillä kaikkien muiden tekijöiden ollessa yhtä suuret. Puhtainta aerobista toimintaa on nukkuminen tai koomassa makaaminen.

ATP-PC – energiajärjestelmä-suuritehoinen/lyhytkestoinen

ATP ja fosfokreatiini (PC) muodostavat ATP-PC-järjestelmän, jota joskus kutsutaan myös Fosfogeenijärjestelmäksi. Se on välitön ja toimii ilman happea.

se mahdollistaa enimmillään noin 12 sekunnin (+ tai -) maksimiponnistuksen. Ensimmäisten sekuntien aikana tahansa toimintaa, varastoitu ATP toimittaa energiaa. Vielä muutaman sekunnin ajan PC pehmentää ATP: n laskua, kunnes siirtyy toiseen energiaan system.It is arvioi, että ATP-PC-järjestelmä pystyy tuottamaan energiaa noin 36 kaloriminuutin verran.

esimerkkejä: lyhyt pyrähdys, kovan vastuksen nostaminen kolmen toiston ajaksi tai pesäpallon syöttäminen.

Glykolyyttinen systeemi – kohtalainen teho/kohtalainen kesto

nyt se monimutkaistuu energiantarpeen siirtyessä tähän systeemiin. Glykolyyttinen järjestelmä on” seuraava rivi ” työkalu, kun ATP-PC järjestelmä kulkee.

ravinnon hiilihydraateista saa glukoosia, joka kiertää veressä tai varastoituu glykogeeniksi lihaksiin ja maksaan. Veren glukoosi ja / tai varastoitunut glykogeeni hajoaa muodostaen ATP: tä glykolyysin kautta.

ATP-PC-järjestelmän tavoin happea ei tarvita varsinaiseen glykolyysiin (mutta sillä on merkitystä glykolyysin sivutuotteena: palorypälehappona). On arvioitu, että glykolyysi voi luoda energiaa noin 16 kaloria minuutissa.

tässä käy mielenkiintoiseksi. Kun maksimiteho laskee noin 12 sekuntia, voimakas aktiivisuus jopa noin 30 sekuntia johtaa maitohapon kertymiseen, tehon vähenemiseen ja siitä johtuvaan lihasten väsymiseen.

Tämä suuri, laajennettu ponnistus leimataan ”nopeaksi” glykolyysiksi. Lisäponnistus noin 50 sekuntiin asti johtaa toiseen tehon laskuun johtuen riippuvuuden siirtymisestä oksidatiiviseen järjestelmään. Asia on niin, että se kovenee.

esimerkki: ajattele täyspyrähdystä, hitaampaa hölkkää, mahdollista kävelyä. Tämä on kolmen energiajärjestelmän eteneminen, kun mennään täysillä.

astu keskusteluun ”hidas” glykolyysi (varoitus: lisää tiedejargonia edessä, mutta sinnittele). Muista glykolyysin sivutuote on palorypälehappo. Nopeassa glykolyysissä tehoa voi syntyä enemmän, mutta palorypälehappo muuttuu maitohapoksi ja väsymys seuraa nopeasti.

hidas glykolyysi on erilainen. Energiaa syntyy suhteellisesti vähemmän, mutta palorypälehappo muuntuu asetyylikoentsyymi-A: ksi (acA), jota syötetään oksidatiivisen Krebs-kierron kautta, ATP: tä syntyy enemmän ja väsyminen viivästyy.

näin ollen äärimmäinen väsymys voidaan välttää (mutta suhteellisen vähäisempi ponnistus voidaan edelleen ilmaista) hitaassa glykolyysissä verrattuna nopeaan glykolyysiin.

esimerkkejä: mikä tahansa kohtalaisen pitkä juoksu, kuten 200-400 jaardia, a 1:30 ponnistus all-out MMA sotaharjoitukset, tai yhden minuutin täyden kentän Lehdistö-rike näyttö-ja toinen täyden kentän Lehdistö vaivaa koripallossa.

oksidatiivinen järjestelmä – pieni teho/pitkä kesto

maksimaalinen ponnistuksesi oli aluksi ATP-PC: n polttoaineena, mutta suorituskykysi heikkenee. Jatkuva ponnistus johtaa edelleen laskuun joko nopean glykolyysin (nopea lasku) tai hitaan glykolyysin (hitaampi lasku) kautta.

olet nyt astumassa matalatehoisen mutta pitkäkestoisemman oksidatiivisen järjestelmän monimutkaiseen maailmaan, jonka arvioidaan luovan noin 10 kaloria minuutissa.

esimerkkejä: 6 kilometrin juoksu, matalan tason ruumiillinen työ kahdeksan tunnin työvuorossa tai 3 kilometrin kävely.

ponnistuksen tarve on pieni, mutta ATP: tä tässä systeemissä voidaan tuottaa kolmella tavalla:

1. Krebs-sykli
2. Elektroninsiirtoketju
3. Beetahapetus.

selitän tieteen, ja sitten palaan asiaan selkokielellä.

Krebs-sykli on kemiallisten reaktioiden sarja, joka jatkaa glykolyysin aikana aloitetun glukoosin hapettamista. Muistatko acA: n? Se siirtyy Krebsin kiertoon, hajoaa hiilidioksidiksi ja vedyksi, ja ”poof” muodostuu vielä kaksi ATP-molekyyliä.

tässä on ongelma: Krebin kierrossa ja glykolyysin aikana syntyvä vety saa lihaksen liian happamaksi, jos sitä ei hoideta. Tämän lievittämiseksi vety yhdistyy entsyymeihin NAD ja FAD ja lähetetään elektroninsiirtoketjuun.

elektroninsiirtoketjun useammissa kemiallisissa reaktioissa vety yhdistyy hapen kanssa, syntyy vettä ja estetään happamuutta.

huomaa, että tämä vie aikaa hapen tarpeesta johtuen, minkä vuoksi oksidatiivinen energia kestää jonkin aikaa ja ponnistusvoima heikkenee (eli täyspikajuoksu muuttuu hitaaksi lenkkeilyksi / kävelyksi).

Krebs-sykli ja elektroninsiirtoketju metaboloivat triglyseridit (varastoituneet rasvat) ja hiilihydraatit ATP: n tuottamiseksi.

triglyseridien hajoamista kutsutaan lipolyysiksi. Lipolyysin sivutuotteita ovat glyseroli ja vapaat rasvahapot. Ennen kuin vapaat rasvahapot pääsevät Krebs-kiertoon niiden on kuitenkin siirryttävä beetahapetusprosessiin, jossa sarja kemiallisia reaktioita alentaa ne acA: ksi ja vedyksi. AcA siirtyy nyt Krebs-kiertoon ja rasva metaboloituu aivan kuten hiilihydraatit.

selkokielellä

aikaviivan takia oksidatiivinen järjestelmä antaa energiaa paljon hitaammin kuin kaksi muuta järjestelmää, mutta sillä on lähes rajaton tarjonta (adipose-kohdissa – joo, tuota tavaraa voi nipistää!).

oksidatiivista järjestelmää itsessään käytetään pääasiassa täydellisen levon ja matalan intensiteetin aktiivisuuden aikana. Se voi tuottaa ATP: tä joko rasvan (rasvahapot) tai hiilihydraattien (glukoosi) kautta.

koska rasvahappojen hajoamiseen kuluu enemmän aikaa kuin glukoosin, täydelliseen palamiseen tarvitaan enemmän happea. Jos ponnistelut ovat voimakkaita eikä sydän-ja verisuonijärjestelmä pysty toimittamaan happea riittävän nopeasti, hiilihydraattien on tuotettava ATP: tä.

kuitenkin hyvin pitkissä aktiviteeteissa (eli maratoneissa) hiilihydraatit voivat ehtyä ja keho katsoo rasvaa energiantuottajana.

muutama sana proteiinista

laajennetussa toiminnassa proteiinia voidaan käyttää ”viimeisenä keinona” energiantuotannossa (harvoissa tapauksissa, joissa hiilihydraatit ovat loppuneet ja varastoitunut rasva on minimaalinen).

tällaisissa tapauksissa se voi tuottaa jopa 18% kokonaisenergiatarpeesta. Proteiinin rakennuspalikat eli aminohapot voidaan muuttaa joko glukoosiksi (glukoneogeniksen avulla) tai muista Krebs-syklissä käytetyistä lähteistä, kuten acA: sta. Mutta ymmärtää proteiini ei voi toimittaa energiaa samaan tahtiin kuin hiilihydraatteja ja rasvoja, joten se on periaatteessa ei-kysymys).

energiajärjestelmien ohjelmointi

on arvioitu, että ATP-PC: tä ja glykolyyttistä järjestelmää voidaan parantaa jopa 20% ja oksidatiivista järjestelmää peräti 50% (mutta vain kouluttamattomilla henkilöillä).

kaikesta huolimatta on toteutettava urheilukohtaiset hoitosuunnitelmat ja optimaalinen ravinnonsaanti. Mutta ole tietoinen genetiikan todellisuudesta: muuttumattomalla lihaskuitukoostumuksellasi on valtava merkitys.