Skąd w nas energia?

autor:
15 Grudzień 2010
1
Skąd w nas energia?

foto: www.success.co.il

Dziś powiemy co nieco o tym, skąd i w jaki sposób nasz organizm czerpie energię potrzebną do życia. Do trenowania również. Zapraszam do środka.

Odpowiedź na tytułowe pytanie zapewne wszystkim nasuwa się podobna ? z jedzenia. Ok, zatem skoro z jedzenia, to jedzmy jak najwięcej, by czuć jak największy ?power?. Niestety, to nie jest takie proste. Gdyby było, to GSP nie zatrudniałby prywatnego dietetyka, tylko pochłaniałby kolejne cheeseburgery z frytkami w majonezie.

Dlaczego skład naszej diety ma wpływ na naszą formę ?

Ludzki organizm czerpie energię z trzech głównych (choć nie jedynych) źródeł energii. Chodzi, rzecz jasna, o węglowodany, tłuszcze i białka. Różnią się one między sobą ilością energii, która może zostać uwolniona po rozkładzie 1 grama danego ?paliwa?. Na tym jednak nie koniec różnic ? inaczej bowiem wygląda sam proces uwalniania owej energii z każdego z nich.

ATP

ATP to skrótowa nazwa związku, będącego podstawowym nośnikiem energii w naszych komórkach ? adenozynotrifosforanu. Dostarczane pożywienie jest nam potrzebne właśnie do formowania cząsteczek ATP.
Każda cząsteczka ATP składa się z adenozyny i trzech reszt fosforanowych. Między resztami fosforanowymi występują wysokoenergetyczne wiązania chemiczne ? czyli takie, których rozerwanie spowoduje wyzwolenie się sporej ilości energii. Właśnie takie odrywanie jednej reszty fosforanowej od ATP (w wyniku czego powstaje ADP ? czyli adenozynodifosforan) jest podstawowym procesem uzyskiwania użytecznej dla organizmu energii. Cały proces jest schematycznie przedstawiony poniżej (te czerwone kółeczka z literką „P” w środku oznaczają reszty fosforanowe; natomiast ATPaza to enzym katalizujący reakcję rozkładu ATP do ADP i reszty fosforanowej).

Szkopuł w tym, by ATP było dostępne. W tym celu organizm musi je syntetyzować na bieżąco. Odbywa się to na kilka sposobów.

System ATP-PCr

PCr to nic innego, jak znana wszystkim, byłym lub obecnym, maniakom wielkiej łapy fosfokreatyna (czyli kreatyna + reszta fosforanowa). System wykorzystujący fosfokreatynę do resyntezy ATP jest najprostszym mechanizmem mającym na celu utrzymanie względnie stałej podaż ATP.
Podczas wysiłków, gdy ATP zaczyna ubywać, organizm wykorzystuje energię z rozkładu fosfokreatyny do ponownej jego syntezy. Schemat całego procesu ? poniżej.

Ten sposób resyntezy ATP jest szybki i zachodzi niezależnie od dostępności tlenu. Niestety, fosfokreatyny do podtrzymania tego procesu starcza zaledwie na 3 do 15 sekund wysoko-intensywnych działań (przykładowo krótki sprint). Każdy wysiłek dłuższy od wspomnianego czasu wymusza inne sposoby na zachowanie podaży ATP.

System glikolityczny

Kolejną metodą na otrzymywanie ATP jest beztlenowa glikoliza. Wykorzystuje ona glukozę, którą organizm otrzymuje z węglowodanów dostarczanych z pożywieniem. Część glukozy krąży sobie we krwi, a część jest zmagazynowana jako glikogen w wątrobie i mięśniach. Cały proces angażuje szereg enzymów i jest dosyć skomplikowany ? na tyle, by odechciało się komukolwiek kontynuować czytanie tego artykułu. Dlatego też, omówimy go w mega skrócie.
Zanim glukoza lub glikogen będą użyte w glikolizie beztlenowej muszą zostać przekształcone w glukozo-6-fosforan. O ile z glikogenem nie stwarza to dodatkowych wymogów, o tyle by przekształcić cząsteczkę glukozy, wymagane jest poświęcenie jednej cząsteczki ATP.
W wyniku dalszych, złożonych reakcji, ostatecznie z cząsteczki glukozy lub glikogenu otrzymujemy dwie cząsteczki kwasu pirogronowego. W przypadku deficytu tlenu, kwas ten jest przekształcany do kwasu mlekowego, dość szybko neutralizowanego dalej do mleczanu (tutaj uwaga ? kwas mlekowy to nie to samo co mleczan, choć często nazw tych używa się wymiennie !). Glikoliza beztlenowa, jeśli chodzi o energię, pozwala na syntezę 2 cząsteczek ATP ? gdy przekształcana była cząsteczka glukozy, lub 3 cząsteczek ATP ? jeśli proces rozpoczął się od cząsteczki glikogenu.
Podczas wysoko-intensywnego wysiłku, kiedy nasz organizm nie nadąża z dostarczaniem tlenu (np. podczas trwającego dwie minuty sprintu), proces glikolizy musi zachodzić bardzo intensywnie, by pokryć zapotrzebowanie na energię. Dlatego też, stężenie kwasu mlekowego w pracujących mięśniach może podczas takiej aktywności wzrosnąć wielokrotnie. Zakwaszone środowisko wewnątrzkomórkowe upośledza dalszą glikolizę, ponieważ spowalnia działanie ważnych enzymów. Co więcej, taki stan pogarsza znacznie zdolność mięśnia do skurczu. Oba te negatywne zjawiska mają duże znaczenie przy powstawaniu uczucia zmęczenia.

Zarówno system oparty na fosfokreatynie, jak i glikoliza beztlenowa nie są w stanie zapewnić wystarczającej ilości energii dla wysiłków trwających dłużej niż 2 minuty. Taka przedłużona aktywność wymaga kolejnego sposobu pozyskiwania ATP.

System tlenowy

Dotychczas omówione procesy zachodziły bez udziału tlenu. Były też mniej skomplikowane niż ten, w który zagłębimy się za chwilę.
W obecności tlenu nasz organizm może wykorzystywać do tworzenia ATP również tłuszcze (których nie wykorzystuje w procesach beztlenowych).

Utlenianie węglowodanów

Produkcja ATP przy wykorzystaniu węglowodanów, a konkretnie otrzymanej z nich glukozy, oraz tlenu pozwala na uruchomienie tzw. cyklu Krebsa.
A zatem ? cząsteczka glukozy lub glikogenu znowu przechodzi przez ten sam szereg przemian, co w glikolizie beztlenowej. Ostatecznie powstaje kwas pirogronowy. Tym razem jednak, dzięki obecności tlenu, nie zostanie on zamieniony w kwas mlekowy. Powstanie z niego acetylo-CoA. Związek ten wchodzi następnie w cykl przemian zwany cyklem Krebsa, którego szczegółowe omawianie – dla wspólnego dobra ? pominiemy.
W efekcie utleniania węglowodanów z jednej cząsteczki glukozy możemy otrzymać łącznie 38 cząsteczek ATP. Jak widać proces ten jest o wiele efektywniejszy niż jego beztlenowi poprzednicy.

Utlenianie tłuszczy

Dzięki tłuszczowi zgromadzonemu w naszych mięśniach i tkance tłuszczowej mamy w zapasie ok. 75 000 kilokalorii (dotyczy osoby o niskiej zawartości tkanki tłuszczowej ? u tłuściochów jest tego jeszcze więcej !) Dla porównania, zmagazynowane w postaci glikogenu węglowodany są nam w stanie zapewnić około 2 500 kilokalorii.
Z energetycznego punktu widzenia użyteczne są dla nas trójglicerydy. Żeby mogły zostać użyte do syntezy ATP muszą najpierw zostać rozbite do glicerolu i wolnych kwasów tłuszczowych (FFA). To właśnie wolne kwasy tłuszczowe przechodzą w mitochondriach proces B-oksydacji (beta oksydacji), w wyniku którego otrzymywany jest z nich acetylo-CoA. Ten zaś, podobnie jak w procesie utleniania węglowodanów, wchodzi w cykl Krebsa.
Z jednej cząsteczki tłuszczu można otrzymać najwięcej ATP. Ile dokładnie ? zależy to od rodzaju tłuszczu. Przykładowo z jednej cząsteczki kwasu palmitynowego organizm może wyprodukować aż 129 cząsteczek ATP !

Utlenianie tłuszczy wygląda w liczbach na najatrakcyjniejsze. Ma jednak pewne mankamenty. Po pierwsze, by utlenić tą samą ilość tłuszczy co węglowodanów potrzeba więcej tlenu. A jak wiemy, przy intensywnych wysiłkach, tlen staje się towarem deficytowym. Po drugie, uzyskiwanie ATP z tłuszczy ze względu na złożoność i ?czasochłonność? procesów, które muszą przejść, jest zwyczajnie za długie. Dlatego przy wysiłkach krótkich o wysokiej intensywności to węglowodany są preferowanym źródłem energii, a ich znaczny ubytek prowadzi do pojawienia się uczucia zmęczenia.

Utlenianie białek

Energia uzyskiwana dzięki rozkładowi białka, w normalnych warunkach, stanowi maksymalnie około 5 % całkowitej energii. Ponieważ białko nie jest magazynowane w celach energetycznych, to w sytuacjach ekstremalnych (np. długie głodzenie) nasz organizm zaczyna rozkładać białka budujące nasze mięśnie – co zdecydowanie nie jest korzystne. Białka, po rozbiciu do aminokwasów, mogą zostać przekształcone w glukozę i wejść w glikolizę beztlenową, lub też mogą przejść w Acetylo-CoA i trafić do cyklu Krebsa.

Białka nie są najlepszym źródłem energii, ponieważ przy ich rozkładaniu powstaje azot, który musi zostać wydalony z moczem. Stanowi to dodatkowy problem i obciążenie dla ustroju, przez co ilość energii zyskanej „netto” maleje.

Współzależność szlaków energetycznych

Opisane mechanizmy powstawania energii nie są od siebie niezależne. Niezależnie od tego jaki rodzaj wysiłku podejmujesz, to każdy system energetyczny ma swój procentowy udział w zapewnieniu Ci odpowiedniej ilości ATP. Zawsze jednak to jeden z nich jest dominujący.

Dla tych, którzy jeszcze się nie domyślili, dodam, że z powyższych treści wysuwa się logiczny wniosek o wpływie tego co jemy na naszą zdolność do pokonywania danego rodzaju obciążeń. Diety większości profesjonalnych zawodników MMA, zwłaszcza tych ze światowej czołówki, nie bez przyczyny opierają się w głównej mierze na węglowodanach. Wiąże się to ze specyfiką wysiłku, jaki podejmują. Bez odpowiedniej diety nie można wycisnąć 100 % z danego szlaku uzyskiwania energii, a co za tym idzie trzeba sobie poradzić z szybciej pojawiającym się zmęczeniem. Co więcej, złe odżywianie negatywnie oddziałuje na skład naszego ciała i nie chodzi tu tylko o ryzyko zwiększenia się ilości tkanki tłuszczowej, ale również o zbyt dużą i niepotrzebną utratę masy mięśniowej. Wszystkie takie negatywne konsekwencje, choć czasem prawie niezauważalne, mogą przełożyć się na naszą predyspozycję w najważniejszym momencie – w walce.

Podziel się ze znajomymi
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Waszym zdaniem

avatar
 
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 
1 Comment threads
0 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
0 Comment authors
Cardio a dieta ewolucyjnie (i kontrowersyjnie). | fitness factoids Recent comment authors
  Subscribe  
najnowszy najstarszy oceniany
Powiadom o