Opskrba energijom

Mišićima je potrebna energija za obavljanje svojih funkcija. Opskrba energijom mogu se zajamčiti na različite načine razgradnjom i pretvorbom hranjivih sastojaka.

Kakva je opskrba energijom?

Snabdijevanje energijom za aktivnosti mišića moguće je na 4 različita načina. Razlikuju se po brzini i količini kojom mogu isporučiti energiju. Intenzitet mišićne aktivnosti odlučuje koji se od tih procesa koristi za pružanje energije.

Razni se procesi često odvijaju jedan pored drugog. U anaerobnom (bez kisika) alaktičkom procesu (bez napada laktata), ATP skladištenje (adenozin trifosfat) i skladištenje kreatin fosfata daju energiju za kratko vrijeme. Međutim, ovo je dovoljno samo 6-10 sekundi, za dobro trenirane sportaše do 15 sekundi i pozvani su na maksimalne performanse u području maksimalne, brze snage i brzine. Svi ostali procesi zahtijevaju prisutnost glukoze ili masnih kiselina. Oni isporučuju ATP (adenozin trifosfat) u različitim količinama, potpunom ili nepotpunom razgradnjom.

Uz anaerobnu opskrbu mliječnom energijom, glikogen, skladišni oblik glukoze, nepotpuno se razgrađuje. Stoga se ovaj postupak naziva i anaerobna glikoliza. Rezultat je laktat i malo energije, što je dovoljno za 15-45 sekundi intenzivnog rada, a za vrhunske sportaše 60 sekundi. Za dugotrajne sportske aktivnosti niskog intenziteta energija se dobiva potpunim sagorijevanjem glukoze ili masnih kiselina u aerobnim (uz potrošnju kisika) procesima proizvodnje energije koji se odvijaju u mitohondrijama mišićnih stanica.

Funkcija i zadatak

Mišićima je potrebna energija za obavljanje svojih funkcija. Oni to pretvaraju u mehanički rad za pomicanje zglobova ili stabiliziranje područja tijela. Mehanička učinkovitost je, međutim, vrlo niska, jer se za kinetičke potrebe koristi samo trećina osigurane energije. Ostatak se sagorijeva u obliku topline, koja se ili oslobađa izvana ili koristi za održavanje tjelesne temperature.

Sportaši kojima su brzi pokreti ili oni koji uključuju velike fizičke napore važni u kratkom vremenu crpe svoju energiju iz zaliha energije koje se nalaze u plazmi mišićnih stanica. Tipične discipline koje udovoljavaju tim zahtjevima su, na primjer, trčanje na 100 metara, dizanje utega ili skok u vis.

Tipične sportske aktivnosti koje prikazuju trajanje od 40 do 60 sekundi uz maksimalno moguće performanse su trčanje na 400 metara, klizanje na 500 metara ili biciklizam staze od 1000 metara, ali i dugi završni sprinter na kraju utrke izdržljivosti. Mišići dobivaju energiju za ove aktivnosti iz anaerobnog metabolizma mliječne energije. Osim laktata, stvara se i više vodikovih iona koji postupno prekomjerno zakiseljuju mišiće i tako predstavljaju ograničavajući faktor za ovu vrstu sportske aktivnosti.

U slučaju dugoročnih sportskih aktivnosti niskog intenziteta, energija se mora stalno nadopunjavati bez pojave tvari koje dovode do propadanja. To čini potpuno sagorijevanjem glukoze i masnih kiselina dobivenih iz ugljikohidrata i masti. Na kraju, oba izvora energije završavaju nakon različitih stupnjeva razgradnje kao acetil-koenzim A u citratnom ciklusu, gdje se oni razgrađuju dok troše kisik i isporučuju znatno više energije od anaerobne glikolize.

Značajno je da tjelesne rezerve masnoće mogu pružiti energiju znatno duže od zaliha ugljikohidrata, iako s manjim intenzitetom. Ako sportaši koji izdrže izdržljivost ne uspiju nadopuniti zalihe ugljikohidrata, može doći do značajnog pada performansi.

Bolesti i bolesti

Sve bolesti koje oštećuju razgradnju, transport i apsorpciju masnih kiselina i glukoze imaju negativne posljedice na opskrbu energijom. Kod dijabetesa, primarno oštećenje je apsorpcija glukoze iz krvi u stanice, za što je potreban inzulin. Ovisno o stupnju ozbiljnosti, to može dovesti do nedovoljne opskrbe u mišićnim stanicama, što smanjuje radnu sposobnost. Posljedica ovog poremećaja apsorpcije je porast razine šećera u krvi, signal da gušterača proizvodi još više inzulina kako bi smanjila taj višak. Uz dugotrajno oštećenje organa uzrokovano promjenama u sastavu krvi, ovaj postupak ima izravan utjecaj na mogućnosti mobilizacije masnih i glukoznih rezervi u jetri. Povećana prisutnost inzulina potiče pretvorbu glukoze u njezin glikogenski oblik i stvaranje masti za skladištenje, koja inhibira mobilizaciju ovih tvari za isporuku energije.

Bolesti jetre poput masne jetre, hepatitis, fibroza jetre ili ciroza jetre imaju slične učinke na mobilizaciju masti, čak i ako su mehanizmi djelovanja različiti. Ravnoteža između apsorpcije i skladištenja masti s jedne strane i propadanja i transporta s druge strane, kod ovih je bolesti poremećena zbog enzimskih oštećenja, što utječe na ukupnu učinkovitost.

Postoje neke rijetke bolesti koje se odvijaju direktno u mišićnim stanicama, a u nekim slučajevima imaju značajne posljedice za oboljele. Ove genetske bolesti sažeto su pod pojmom metaboličke miopatije. Postoje 3 osnovna oblika s različitim varijantama: Kod mitohondralnih bolesti genetske oštećenja uzrokuju poremećaje u respiratornom lancu, što je važno za aerobni raspad glukoze. To znači da se ili ne ili samo mala količina ATP-a formira i stavlja na raspolaganje kao izvor energije. Osim mišićnih simptoma, u prvom su planu neuronske degeneracije. U slučaju bolesti skladištenja glikogena (najpoznatiji oblik je Pompeova bolest), genetske oštećenja ometaju pretvorbu glikogena u glukozu. Što se ranije ova bolest pojavi, to je lošija prognoza. Bolest skladištenja lipida ponaša se slično, ali postoje problemi s pretvorbom masti.

Kod svih bolesti javljaju se različiti simptomi. U mišićima su ponekad značajna smanjenja performansi, brzi umor, pojava grčeva u mišićima, mišićna hipotonija i, uz produljeno napredovanje, gubitak mišića.