Aktywność ruchowa człowieka jest związana ze skurczem mięśni szkieletowych zbudowanych z włókien mięśniowych. Każdy skurcz mięśni wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości energii. Głównym źródłem energii potrzebnej do pracy mięśni jest rozkład kwasu adenozynotrifosforowego (ATP) do kwasu adenozynodifosforanowego (ADP), fosforanu nieorganicznego i jonu wodoru. Skurcz mięśnia w 70% związany jest z przemianą ATP za pośrednictwem ATP-azy miozynowej. Zawartość ATP w komórkach mięśniowych jest niewielka i jest nieustannie uzupełniana. Brak ATP np. po zgonie prowadzi do trwałego skurczu mięśni zwanego stężeniem pośmiertnym. Głównym źródłem energii dla pracujących mięśni jest glukoza zmagazynowana w postaci glikogenu. Pozostałe substraty, z których czerpana jest energia przy długotrwałych wysiłkach to tłuszcze i białka. Proces rozpadu glukozy ulega przyspieszeniu natychmiast po rozpoczęciu wysiłku. Procesy metaboliczne związane z produkcją energii mogą przebiegać w procesach przemian tlenowych i beztlenowych.
Przemiana beztlenowa – w je trakcie dochodzi do odbudowy ATP z rozpadu glukozy, pochodzącej z zapasów mięśniowych i wątrobowych. Kwas pirogronowy powstający podczas rozpadu glukozy czyli glikolizy jest przekształcany do kwasu mlekowego bez wytwarzania dodatkowych cząsteczek ATP. W wyniku rozłożenia jednej cząsteczki glukozy w procesach beztlenowych uzyskuje się tylko dwie cząsteczki ATP. W wyniku produkcji kwasu mlekowego narasta kwasica metaboliczna, prowadząca do zmęczenia mięśni, tzw. zakwasów. Wzrost stężenia jonów wodorowych w mięśniach na skutek nadprodukcji mleczanów, hamuje glikolizę beztlenową, skutecznie uniemożliwiając dalszy wysiłek. Spalanie glukozy w warunkach beztlenowych jest więc mało ekonomiczne, ale jest cennym źródłem energii dla komórek niedotlenionych. Ważne jest również to, że najszybciej wytwarza energię w jednostce czasu umożliwiając szybkie, intensywne wysiłki.
Przemiana tlenowa pozwala na długotrwałe kontynuowanie wysiłku fizycznego. W wyniku przemian 1 cząstki glukozy powstają aż 38 cząstki ATP. Nie dochodzi do zakwaszenia mięśni w wyniku gromadzenia się kwasu mlekowego. W procesie przemian tlenowych energia może być czerpana ze spalania nie tylko glukozy, ale również tłuszczów, ketokwasów i aminokwasów. Spalanie tłuszczów odbywa się po około 25 minutach wysiłku o małej lub umiarkowanej intensywności, stąd takie wysiłki są najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia wagi ciała. Utlenowanie wolnych kwasów tłuszczowych dostarcza więcej energii – z jednego łańcucha kwasu tłuszczowego powstaje 45 cząstek ATP. Jednak spalanie glukozy jest bardziej ekonomiczne po względem wykorzystania tlenu – podczas utlenowania węglowodanów przy użyciu 1 mola tlenu produkowane jest 6,5 mola ATP, natomiast podczas spalania kwasów tłuszczowych tylko 5,6 mola. Ketokwasy i aminokwasy mogą być spalane w czasie bardzo intensywnych wysiłków lub w czasie wysiłku w czasie głodu. Ponadto ketokwasy mogą być zużywane przez mięśnie u chorych ze źle leczoną cukrzycą.
Po zakończeniu wysiłku procesy utlenowania zachodzące w komórkach mięśniowych mają zwiększoną intensywność z uwagi na konieczność odbudowy zasobów energetycznych w mięśniach. Do uzupełniania zasobów glikogenu bezpośrednio po wysiłku wykorzystywany jest kwas mlekowy, natomiast w czasie późniejszym glukoza. Dlatego ważne jest wprowadzenie po intensywnym wysiłku diety bogatowodorowęglanowej, dzięki czemu zapasy glikogenu mogą być uzupełnione już po 24 godzinach.
Piśmiennictwo
-
Anna Jegier, Krystyna Nazar, Artur Dziak Medycyna Sportowa; Polskie Towarzystwo Medycyny Sportowej Warszawa 2005
-
Wojciech Braksator, Artur Mamcarz, Mirosław Dłużniewski Kardiologia sportowa Via Medica 2006
-
Tomasz Gabryś Wydolność beztlenowa sportowców, kontrola, trening, wspomaganie, Wydawnictwo AWF Katowice 2000
-
Piotr Podolec, Lidia Tomkiewicz, Szcześniak Jacek, Wiesława Tracz Badania wysiłkowe a analiza gazów wydechowych w kardiologii. Schemat badania i wybrane parametry konieczne do oceny wydolności układu krążenia, Przegląd Lekarski 1998; 55(2): 57-63
-
Ryszard Piotrowicz, Grzegorz Kopeć, Jakub Podolec i wsp. “Wytyczne Polskiego Forum Profilaktyki Chorób Układu Krążenia dotyczące aktywności fizycznej” [złożone do publikacji]
