Wytwarzanie energii w naszych mięśniach – Drogi pozyskiwania paliwa ATP

Wytwarzanie energii w naszych mięśniach – Drogi pozyskiwania paliwa ATP

Przemiany energetyczne

Nasze ciało i komórki mięśniowe działają podobnie jak silnik spalinowy. Przy czym ciekawe jest, że o wiele bardziej ogarniamy skąd bierze się energia, która wozi nas po mieście. Musimy tylko wiedzieć jaki rodzaj benzyny zatankować i gdzie ją wlać.

Nasz organizm jest o wiele ważniejszym pojazdem niż nasze auta i żeby nie wlewać benzyny do diesla powinniśmy być świadomi procesów jakie zachodzą od momentu dostarczenia paliwa (pokarmu) do momentu jego wybuchu między tłokami którym jest dla nas praca naszych mięśni.

Porównując dalej komórki mięśniowe do silnika spalinowego wiemy, że przekształca on energię chemiczną w mechaniczną. Aby mogło do tego dojść w procesie przemiany energetycznej potrzebne są :

  • Materiały palne
  • Utleniacz
  • Katalizatory

W naszym organizmie funkcje katalizatorów pełnią enzymy, które znajdują się cały czas wewnątrz komórki i mogą być produkowane według zaistniałego zapotrzebowania. Jednak komórka nie posiada stałych rezerw materiałów palnych i utleniacza.

Gdy  występuję zapotrzebowanie na energię czyli wciskamy pedał gazu np. na treningu składniki te muszą być dostarczone w odpowiedniej ilości i momencie. Najważniejsze funkcje organizmu, które są odpowiedzialne za to zapotrzebowanie i dystrybucje to:

  • Odżywianie
  • Trawienie
  • Krążenie
  • Oddychanie

Dzięki regularnemu tankowaniu paliwa i dostawie utleniacza możliwe jest nieustanne ładowanie naszych „akumulatorów komórkowych”, zawierających energię w postaci cząsteczek ATP (adenozynotrifosforan)

W procesie trawienia złożone produkty spożywcze, które dostarczamy zostają rozłożone na elementy proste. „Jestem tym co jem”☝️ nie wzięło się znikąd gdyż właśnie te elementy proste zdolne są do przenikania do wnętrza komórek, gdzie wykorzystywane są jako surowce.

  • Białka (np. mięso) rozkładane są na aminokwasy
  • Tłuszcze (lipidy) rozkładane są na wolne kwasy tłuszczowe
  • Cukry (glicydy) rozkładane są na glukozę

Informacje jak racjonalnie manipulować nimi w naszej diecie znajdziecie w artykule 

Białko, węglowodany, tłuszcze – podstawy.

 

JEDNAK TE TRZY PODSTAWOWE SKŁADNIKI ODŻYWCZE ZAWIERAJĄCE ENERGIĘ NIE SĄ BEZPOŚREDNIO PRZEKSZTAŁCONE DO POZYSKANA SIŁY PRZEZ KOMÓRKĘ MIĘŚNIOWĄ.

Aby nasze mięśnie mogły wykorzystać dostarczone i rozbite już na elementy proste paliwo potrzebny jest proces rafinacji♻️. 

W wyniku tego procesu otrzymujemy aktywny kwas octowy ( acetylokoenzym A). Wgłębiając się trochę w rafinacje tego kwasu przebiega on po drodze następujących łańcuchów chemicznych :

  • Glikoliza cukrów prostych – rola dostarczanie energii i wytwarzanie ATP
  • Lipoliza tłuszczów – powstawanie kwasów tłuszczowych i glicerolu

Wszystkie te procesy, które zapewniają przygotowanie paliwa są ściśle kontrolowane i regulowane przez katalizatory czyli nasze enzymy

Centrum energetycznym (rafinerią)  w naszych komórkach jest mitochondrium. Każda z tych reakcji chemicznych kończy się właśnie tam. Końcowy etap metabolizmu zachodzi przez tzw. Cykl Krebsa (zbadał go w latach 30 Hans Krebs za co został oznaczony Noblem). Nie ubiegamy się o te nagrodę w tej dziedzinie więc podsumowując ten proces w którym bierze udział wcześniej już powstały aktywny kwas octowy wytworzone zostają:

  • Dwutlenek węgla
  • Jony wodorowe
  • Elektrolity

Elektrony powstałe na skutek przemian cyklu Krebsa wykorzystywane są następnie do ładowania ATP („akumulatorów”)

Podsumowując

Energia która jest uwalniana podczas rozkładu składników odżywczych na związki proste nie jest bezpośrednio wykorzystywana do wytworzenia pracy mięśniowej. Energia ta jest wykorzystywana natomiast w procesie produkcji ATP,  które magazynowane jest we wszystkich komórkach mięśniowych.

WYKORZYSTANIE adenozynotrifosforanu (ATP) w procesie produkcji energii powoduje jego rozpad i wytworzenie między innymi energii ⚡️⚡️⚡️która jest bezpośrednim źródłem wytwarzania energii w naszych mięśniach czyli skurczów mięśniowych.

Wykonując czynności życia codziennego cały czas wykorzystujemy energię z rozkładu ATP w naszych mięśniach. Jednak podczas wykonywania ćwiczeń fizycznych znacznie zwiększa się nasze zapotrzebowanie energetyczne. Niestety nasze mięśnie nie posiadają dużych ilości rezerw energetycznych w postaci adenozynotrifosforanu.

Aby móc zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne podczas treningu  nasz organizm musi dokonywać wzmożonej resyntezy ATP.

Żeby tego dokonać zostają uruchomione mechanizmy związane z dodatkowym zapotrzebowaniem energetycznym. W praktyce przekłada się to na :

  • Przyspieszenie oddechu w celu dostarczenia dodatkowego tlenu, niezbędnego do spalania składników odżywczych 
  • Przyspieszenie tętna w celu lepszego unaczynienia tych mięśni, które tego wymagają

 

Mechanizmy te opierają się na trzech różnych drogach resyntezy ATP:

  • Beztlenową bez-mleczanową
  • Beztlenową mleczanową
  • Tlenową

Nasz organizm włącza je wraz z podjęciem wzmożonego wysiłku fizycznego❗️

1️⃣Na pierwszy ogień idą procesy pozyskiwania energii beztlenowe bez-mleczanowe. Czas trwania bez-mleczanowej resyntezy ATP jest krótki (poniżej 20-30 sek). Jest to droga szybka, która uruchamia się natychmiast po rozpoczęciu wysiłku i wykorzystuje lokalne rezerwy mięśniowe ( między innymi fosforanu kreatyny).

2️⃣Następnie wraz z czasem trwania wysiłku uruchamiany jest proces beztlenowy mleczanowy. Proces ten nazywany jest również glikolizą beztlenową ponieważ zaprzęga on do działania zmagazynowany glikogen (cukry). Jest to bardzo złożony mechanizm w czasie, którego dochodzi do 12 różnych reakcji. Wytwarzają one nawet 70 razy więcej energii w czasie minutowej pracy serca porównując to do minutowej pracy serca w spoczynku. Efektem tak podwyższonego wytwarzania ATP i zużycia dużej ilości glikogenu jest wytworzenie się kwasu mlekowego. To właśnie kwas mlekowy odpowiada za obniżenie się poziomu pH w mięśniach i upośledzenie ich możliwości czynnościowych⤵️. W momencie gdy w naszym organizmie odłoży się 60-70 g kwasu mlekowego włącznik tego procesu beztlenowego zostaje przesunięty na OFF. W ten sposób nasz organizm ogranicza czas trwania tego rodzaju resyntezy ATP.

Ok ale my ćwiczymy dalej i zużyliśmy już dwie ścieżki pozyskiwania ATP. Co dalej ?

3️⃣Pierwsze dwie ścieżki było swoistą „grą na czas” naszego organizmu. W tym momencie wzmożona praca serca i płuc przygotowywała nasz organizm do dystrybucji tlenu do naszych mięśni. Pod wpływem obecności O2, następuje początek łańcucha reakcji tlenowych w których wykorzystywane są takie substraty energetyczne jak:

  • Glikogen mięśniowy
  • Glukoza zawarta w krwi
  • Tłuszcze proste
  • Niektóre białka

W wyniku tego procesu następuje wytwarzanie CO2 które jest usuwane najpierw drogą krwionośną a następnie oddechową. Wytwarzany wodór umożliwia wytworzenie dużej ilości ATP. Ta droga wytwarzania energii w naszych mięśniach jest najbardziej wydajna ze wszystkich trzech⚡️, lecz uruchomienie jej zajmuje więcej czasu a uzyskana moc jest słabsza nawet o 5 razy od mocy uzyskiwanej drogą beztlenową.

Poniższa tabela przedstawia porównanie wszystkich trzech systemów energetycznych.

Wydajność to całkowita ilość ATP, która może być uzyskana bez względu na czas trwania procesu.

Efektywność oznacza całkowitą ilość ATP, wytwarzaną w określonej jednostce czasu.

 

tWytwarzanie energii w naszych mięśniach

 

 

Świadomość zachodzących procesów w naszym organizmie sprawia, że czynimy nasz trening wydajniejszym ponieważ zaczynamy zdawać sobie sprawę ze wszystkich czynników, które warunkują naszą siłę, wytrzymałość i czas regeneracji. Potocznie zwane „zakwasy” to nic innego jak produkty przemiany materii (popiół), którego nasze mięśnie muszą się pozbyć tak samo jak robimy to w naszych piecach, które musimy czyścić po tym jak spalimy parę kołkastli wyngla .

W kolejny artykule odniosę poznane procesy bezpośrednio do pracy naszych mięśni i rodzajów angażowanych włókien mięśniowych.

Stay Tuned bo warto !

Piśmiennictwo :

J-P. Doutreloux, M.Masseglila, P.Robert – Muskulatura i rozciąganie. Władysławowo JK 2007


Trener Personalny Piotrek Jańczyk  Katowice

Naturalne Energy Drinki ! Kasia od Kuchni – Fit Food

Technika i poprawne nawyki ruchowe. Ćwicz i rób to dobrze! [VIDEO]

Dodaj komentarz