Podczas ćwiczeń fizycznych organizm potrzebuje dodatkowej energii, w związku ze wzmożoną pracą mięśni szkieletowych – oraz intensywniejszą pracą płuc i serca. Pytanie: w jaki sposób i z czego organizm czerpie energię do treningu?
ENERGIA = ATP (ADENOZYNOTRIFOSFORAN)
Energia jest wyzwalana dzięki rozpadowi adenozynotrifosforanu (ATP). ATP powstaje z przemian węglowodanów, tłuszczów i białek, które są dostarczone z pożywieniem, a następnie transportowane do komórek i przekształcane w reakcjach biochemicznych. Produkty hydrolizy węglowodanów, tłuszczów i białek są transportowane do komórek mięśniowych i dostarczają energii adekwatnej do potrzeb zwiększonej aktywności fizycznej, na drodze syntezy i resyntezy ATP jako jedynego bezpośredniego źródła energii. Węglowodany ulegają rozpadowi na cząsteczki cukrów prostych, tłuszcze – na kwasy tłuszczowe i glicerol, białka natomiast na aminokwasy. Rola białek jako źródła energii jest niekorzystna ze względu na degradację białek mięśniowych i wątrobowych i rośnie w końcowym etapie bardzo intensywnego lub długiego treningu pokrywając około 1-5% zapotrzebowania energetycznego. Wartościowe zostają zatem węglowodany i tłuszcze.
SZLAKI METABOLICZNE WYTWARZANIA ENERGII
W organizmie istnieją dwa główne dwa szklaki wytwarzania energii (ATP), które są wykorzystywane w różnych rodzajach aktywności fizycznej. Są to procesy beztlenowe i przemiany tlenowe.
- Pierwszy szlak dominuje podczas maksymalnych wysiłków fizycznych, krótkich, gdzie potrzeba dużej energii, trwających do 6-8 sekund (np. sprint, skok w dal). Organizm wykorzystuje wtedy ATP i fosfokreatynę (CP) zgromadzoną w mięśniach. Przemiany te szybko uwalniają energię, jednak niewielką bo jedynie 7-8 kcal, ponieważ zasoby ATP i fosfokreatyny są mocno ograniczone. Dalszy szlak glikolizy beztlenowej uruchamiany jest natychmiast, gdy dalej bardzo intensywnie ćwiczysz. Dominuje podczas wysiłku trwającego do 90 sekund (np. trening siłowy). Po 30 sekundach bardzo intensywnego wysiłku udział energii z tego szlaku stanowi ok. 60%, a po 2 minutach spada do ok. 35%. W beztlenowej glikolizie substratem energetycznym są cząsteczki glukozy pochodzące z rozpadu glikogenu mięśniowego, które przy braku tlenu przekształcają się w ATP i kwas mlekowy. Z jednej cząsteczki glukozy w wyniku glikolizy beztlenowej powstają jedynie 2 cząsteczki ATP, dlatego szlak ten przy dłuższych ćwiczeniach jest mało efektywny. Szybkie wyczerpywanie się zasobów glikogenu i dodatkowe kumulowanie się kwasu mlekowego powoduje narastanie zmęczenia i osłabienia wydolności fizycznej.
- W przemianach tlenowych, ATP nie powstaje tak szybko jak w wyniku przemian beztlenowych, ale ilość wytwarzanego ATP jest zdecydowanie większa. Szlak ten obejmuje proces glikolizy (glikogen) i lipolizy (tłuszcze) w obecności tlenu. Początkowo podczas ćwiczeń fizycznych wykorzystywane są oczywiście szlaki ATP-CP i glikolizy beztlenowej, a po kilku minutach organizm zaczyna się „przełączać” na szlak tlenowy. Większość metabolizowanych węglowodanów pochodzi z glikogenu mięśniowego. Po około 80-90 min bardzo intensywnych ćwiczeń znacząco wyczerpują się zasoby glikogenu. W warunkach tlenowych jedna cząsteczka glukozy dostarcza aż 38 cząsteczek ATP, zatem przemiany tlenowe są około 20 razy efektywniejsze niż szlaki beztlenowe. Z jednej cząsteczki kwasu tłuszczowego możemy uzyskać aż do 200 cząsteczek ATP, jednak kwasy tłuszczowe mogą być metabolizowane jedynie w warunkach tlenowych kiedy potrzeby energetyczne organizmu są stosunkowo niskie i odłożone w czasie, ponieważ szlak tlenowy trwa znacznie dłużej.
Podsumowując:
Ćwiczenia oparte o przemiany beztlenowe wykorzystują glikogen, a oparte o przemiany tlenowe zarówno glikogen jak i tłuszcze.
Całkowite zapasy glikogenu stanowią około 1600-2000 kcal energii. Spożycie odpowiednich węglowodanów połączonych z prawidłowo dobraną dietą maksymalizuje zasoby glikogenu. Zatem na wydolność, siłę i wytrzymałość podczas treningu i zawodów wpłynie nie tylko rodzaj i ilość dostarczonych składników, ale także odpowiedni czas ich dostarczenia. Jak wynika z powyższej charakterystyki głównych szlaków energetycznych preferowanym źródłem energii dla tlenowych i beztlenowych wysiłków fizycznych są oczywiście węglowodany.
