Постачання енергії

М'язам потрібна енергія для виконання своїх функцій. The Постачання енергії можна гарантувати різними способами шляхом розбиття та перетворення поживних речовин.

Що таке енергопостачання?

Подача енергії для діяльності м’язів можлива чотирма різними способами. Вони відрізняються швидкістю та кількістю, з якою вони можуть доставити енергію. Інтенсивність м’язової активності визначає, який із цих процесів використовується для забезпечення енергією.

Різні процеси часто проходять поруч. При анаеробному (без кисню) алактичному (без лактатної атаки) сховищі АТФ (аденозинтрифосфат) та сховищі креатинфосфату забезпечують енергію на короткий час. Однак цього достатньо лише 6-10 секунд, для добре підготовлених спортсменів до 15 секунд і викликається з максимальною продуктивністю в області максимальної, швидкої сили та швидкості. Всі інші процеси вимагають наявності глюкози або жирних кислот. Вони доставляють АТФ (аденозинтрифосфат) у різних кількостях шляхом повної або неповної деградації.

При анаеробному забезпеченні молочною енергією глікоген, форма зберігання глюкози, розщеплюється неповно. Звідси цей процес ще називають анаеробним гліколізом. Результат - лактат і мало енергії, що вистачає на 15-45 секунд інтенсивного виконання, для кращих спортсменів - 60 секунд. Для тривалих спортивних занять з низькою інтенсивністю енергія отримується від повного згоряння глюкози або жирних кислот при аеробних (при споживанні кисню) процесах виробництва енергії, що відбуваються в мітохондріях м’язових клітин.

Функція та завдання

М'язам потрібна енергія для виконання своїх функцій. Вони перетворюють це на механічну роботу з переміщення суглобів або стабілізації ділянок тіла. Однак механічна ефективність дуже низька, оскільки лише близько третини наданої енергії використовується на кінетичні потреби. Решта спалюється у вигляді тепла, який або виділяється назовні, або використовується для підтримки температури тіла.

Спортсмени, для яких важливі швидкі рухи або ті, що пов'язані з високими фізичними навантаженнями, протягом короткого періоду часу черпають свою енергію з запасів енергії, які знаходяться в плазмі м’язових клітин. Типовими дисциплінами, які відповідають цим вимогам, є, наприклад, спринт на 100 метрів, важка атлетика або стрибок у висоту.

Типовими видами спортивних занять, які демонструють тривалість 40 - 60 секунд при максимально можливих показниках, - біг на 400 метрів, швидкісне катання на 500 метрах або велотрек на 1000 метрів, а також тривалий фінальний спринт в кінці гонки на витривалість. М'язи отримують енергію для цих занять з анаеробного обміну молочної енергії. Крім лактату, утворюється більше іонів водню, які поступово перекислюють м’язи і, таким чином, представляють обмежуючий фактор для цього виду спортивної активності.

У разі тривалих спортивних занять з низькою інтенсивністю енергія повинна постійно поповнюватися без потрапляння речовин, що призводять до її руйнування. Це відбувається шляхом повного спалювання глюкози та жирних кислот, отриманих з вуглеводів та жирів. Зрештою, обидва джерела енергії закінчуються після різних стадій деградації, як ацетил-коензим А в цитратному циклі, де вони розкладаються під час споживання кисню і доставляють значно більше енергії, ніж анаеробний гліколіз.

Важливо, що жирові запаси організму можуть забезпечити енергією значно довше, ніж запаси вуглеводів, хоча і з меншою інтенсивністю. Якщо спортсмени на витривалість не зможуть поповнити запаси вуглеводів між собою, може статися значне зниження продуктивності.

Хвороби та недуги

Усі захворювання, що погіршують розпад, транспортування та всмоктування жирних кислот і глюкози, мають негативні наслідки для енергопостачання. При діабеті первинним порушенням є всмоктування глюкози з крові в клітини, для чого потрібен інсулін. Залежно від ступеня вираженості це може призвести до недостатнього запасу м’язових клітин, що знижує працездатність. Наслідком цього розладу поглинання є підвищення рівня цукру в крові, сигнал для підшлункової залози виробляти ще більше інсуліну, щоб зменшити цей надлишок. Окрім тривалого пошкодження органів, спричиненого зміною складу крові, цей процес має прямий вплив на можливості мобілізації жирових та запасів глюкози в печінці. Підвищена присутність інсуліну сприяє перетворенню глюкози в накопичувальну форму глікогену та утворенню накопичувального жиру, що гальмує мобілізацію цих речовин для доставки енергії.

Захворювання печінки, такі як жирна печінка, гепатит, фіброз печінки або цироз печінки, мають подібний вплив на мобілізацію жиру, навіть якщо механізми дії різні. Баланс між поглинанням і зберіганням жиру, з одного боку, і руйнуванням і транспортом, з іншого, порушується при цих захворюваннях через ферментативні дефекти, що впливають на загальну ефективність.

Існують деякі рідкісні захворювання, які протікають безпосередньо в м’язових клітинах і в деяких випадках мають значні наслідки для людей, які страждають. Ці генетичні захворювання підсумовані під терміном метаболічні міопатії. Є 3 основні форми з різними варіантами: При мітохондральних захворюваннях генетичні дефекти викликають порушення в дихальному ланцюзі, що важливо для аеробного розпаду глюкози. Це означає, що або немає, або лише невелика кількість АТФ формується і надається в якості джерела енергії. Окрім м’язових симптомів, на перший план виходять нейронні дегенерації. У разі захворювання на зберігання глікогену (найбільш відомою формою є хвороба Помпе) генетичні дефекти порушують перетворення глікогену в глюкозу. Чим раніше виникає це захворювання, тим гірший прогноз. Хвороба зберігання ліпідів поводиться аналогічно, але є проблеми з перетворенням жиру.

Різноманітні симптоми виникають при всіх захворюваннях. У м’язах іноді спостерігаються значні зниження працездатності, швидка стомлюваність, виникнення м’язових спазмів, м’язова гіпотонія і при тривалому прогресуванні - втрата м’язів.