Доставка на енергия

Мускулите се нуждаят от енергия, за да изпълняват функциите си. Най- Доставка на енергия може да се гарантира по различни начини чрез разграждане и преобразуване на хранителни вещества.

Какво е снабдяването с енергия?

Доставката на енергия за мускулните дейности е възможна по 4 различни начина. Те се различават по отношение на скоростта и количеството, с което могат да доставят енергия. Интензивността на мускулната активност решава кой от тези процеси се използва за осигуряване на енергия.

Различните процеси често протичат един до друг. При анаеробния (без кислород) алактичен (без лактатна атака) съхранение на АТФ (аденозин трифосфат) и съхранението на креатинфосфат осигуряват енергия за кратко време. Това обаче е достатъчно само за 6-10 секунди, за добре тренирани спортисти до 15 секунди и се извиква с максимална производителност в областта на максимална, бърза сила и скорост. Всички други процеси изискват присъствието на глюкоза или мастни киселини. Те доставят ATP (аденозин трифосфат) в различни количества чрез пълно или непълно разграждане.

С анаеробното снабдяване с млечна енергия гликогенът, съхраняващата форма на глюкоза, се разгражда непълно. Следователно този процес се нарича още анаеробна гликолиза. Резултатът е лактат и малко енергия, което е достатъчно за 15-45 секунди интензивно представяне, за топ атлети за 60 секунди. При продължителни спортни занимания с ниска интензивност енергията се получава от пълното изгаряне на глюкоза или мастни киселини при аеробни (с консумация на кислород) процеси на производство на енергия, които протичат в митохондриите на мускулните клетки.

Функция и задача

Мускулите се нуждаят от енергия, за да изпълняват функциите си. Те превръщат това в механична работа за преместване на ставите или за стабилизиране на участъци от тялото. Механичната ефективност обаче е много ниска, тъй като само около една трета от предоставената енергия се използва за кинетичните изисквания. Останалото се изгаря под формата на топлина, която се отделя навън или се използва за поддържане на телесната температура.

Спортисти, за които бързите движения или тези, включващи високи физически натоварвания, са важни за кратък период от време, черпят енергията си от енергийните запаси, които са разположени в плазмата на мускулните клетки. Типичните дисциплини, които отговарят на тези изисквания, са например спринтът на 100 метра, вдигане на тежести или скок на височина.

Типични спортни занимания, които показват продължителност от 40 - 60 секунди при максимално възможно изпълнение, са бягането на 400 метра, пързалката със скорост 500 метра или колоезденето на писта 1000 метра, но също така и дълъг финален спринт в края на състезанието за издръжливост. Мускулите получават енергията за тези дейности от анаеробния метаболизъм на млечната енергия. Освен лактат се произвеждат още водородни йони, които постепенно прекислят подкисляването на мускулите и по този начин представляват ограничаващия фактор за този вид спортна активност.

В случай на дългосрочни спортни дейности с ниска интензивност, енергията трябва постоянно да се попълва, без да се появяват вещества, които водят до разпад. Това прави, като напълно изгаря глюкозата и мастните киселини, получени от въглехидрати и мазнини. В крайна сметка и двата източника на енергия завършват след различни етапи на разграждане като ацетил-коензим А в цитратния цикъл, където те се разграждат, докато консумират кислород и доставят значително повече енергия от анаеробната гликолиза.

Показателно е, че мастните запаси на организма могат да осигурят енергия за значително по-дълго от запасите на въглехидрати, макар и с по-малка интензивност. Ако атлетите за издръжливост не успеят да попълнят въглехидратните си запаси между тях, може да има значителен спад в работата.

Болести и неразположения

Всички заболявания, които увреждат разграждането, транспортирането и усвояването на мастни киселини и глюкоза, имат отрицателни последици за доставката на енергия. При диабет първичното увреждане е абсорбцията на глюкоза от кръвта в клетките, за което е необходим инсулин. В зависимост от степента на тежест, това може да доведе до недостатъчно снабдяване в мускулните клетки, което намалява работата. Следствието на това нарушение на абсорбцията е покачването на нивото на кръвната захар, сигнал за панкреаса да произвежда още повече инсулин, за да намали този излишък. В допълнение към дългосрочното увреждане на органите, причинено от промени в състава на кръвта, този процес има пряко влияние върху възможностите за мобилизиране на мастните и глюкозните резерви в черния дроб. Повишеното присъствие на инсулин насърчава превръщането на глюкозата в нейната съхранена форма гликоген и образуването на мазнини за съхранение, което инхибира мобилизирането на тези вещества за доставка на енергия.

Чернодробни заболявания като мастен черен дроб, хепатит, чернодробна фиброза или чернодробна цироза имат подобно въздействие върху мобилизацията на мазнини, дори ако механизмите на действие са различни. Балансът между усвояването и съхранението на мазнини от една страна и разграждането и транспортирането от друга страна се нарушава при тези заболявания поради ензимни дефекти, които влияят върху цялостната работа.

Има някои редки заболявания, които се провеждат директно в мускулните клетки и в някои случаи имат значителни последици за засегнатите хора. Тези генетични заболявания са обобщени под термина метаболитни миопатии. Има 3 основни форми с различни варианти: При митохондралните заболявания генетичните дефекти причиняват нарушения в дихателната верига, което е важно за аеробното разграждане на глюкозата. Това означава, че или не, или само малко количество АТФ се формира и се предоставя като източник на енергия. В допълнение към мускулните симптоми на преден план са невронните дегенерации. В случай на заболяване за съхранение на гликоген (най-известната форма е болест на Помпе), генетичните дефекти нарушават превръщането на гликоген в глюкоза. Колкото по-рано се появи това заболяване, толкова по-лоша е прогнозата. Заболяването на липидите се държи по подобен начин, но има проблеми с преобразуването на мазнините.

Различни симптоми се проявяват при всички заболявания. В мускулите понякога се наблюдават значителни намаления на работата, бърза умора, поява на мускулни крампи, мускулна хипотония и при продължителна прогресия - загуба на мускули.