Svaly potřebují energii k plnění svých funkcí. Dodávka energie může být zaručeno různými způsoby prostřednictvím rozkladu a přeměny živin.
Co je to zásobování energií?
Dodávka energie pro činnost svalu je možná 4 různými způsoby. Liší se rychlostí a množstvím, s jakým mohou dodávat energii. Intenzita svalové aktivity rozhoduje, který z těchto procesů se použije k poskytnutí energie.
Různé procesy často probíhají vedle sebe. Při anaerobním (bez kyslíku) alaktickém (bez napadení laktátem) skladování ATP (adenosintrifosfát) a skladování kreatinfosfátu poskytují energii na krátkou dobu. To je však dostatečné pouze pro 6-10 sekund, pro dobře trénované sportovce až 15 sekund a je vyvoláno při maximálním výkonu v oblasti maximální, rychlé síly a rychlosti. Všechny ostatní procesy vyžadují přítomnost glukózy nebo mastných kyselin. Dodávají ATP (adenosintrifosfát) v různých množstvích prostřednictvím úplné nebo neúplné degradace.
Při anaerobní dodávce mléčné energie se glykogen, forma ukládání glukózy, neúplně štěpí. Proto se tento proces nazývá také anaerobní glykolýza. Výsledkem je laktát a malá energie, která je dostatečná pro 15-45 sekund intenzivního výkonu, pro špičkové sportovce po dobu 60 sekund. Pro dlouhodobé sportovní aktivity s nízkou intenzitou se energie získává úplným spalováním glukózy nebo mastných kyselin v aerobních (se spotřebou kyslíku) procesů produkce energie, které probíhají v mitochondriích svalových buněk.
Funkce a úkol
Svaly potřebují energii k plnění svých funkcí. Převádějí to na mechanickou práci, aby pohybovaly klouby nebo stabilizovaly oblasti těla. Mechanická účinnost je však velmi nízká, protože pouze asi třetina poskytnuté energie je použita na kinetické požadavky. Zbytek se spaluje ve formě tepla, které se uvolňuje ven nebo se používá k udržování tělesné teploty.
Sportovci, pro které jsou rychlé pohyby nebo ti, kteří vyžadují vysokou fyzickou námahu, důležité po krátkou dobu, čerpají energii z energetických zásob, které se nacházejí v plazmě svalových buněk. Typickými disciplínami, které splňují tyto požadavky, jsou například 100 metrů sprint, vzpírání nebo vysoký skok.
Typickými sportovními aktivitami, které vykazují při maximálním možném výkonu 40 - 60 sekund, jsou 400 metrů běh, 500 metrů rychlobruslení nebo 1 000 metrů cyklostezek, ale také dlouhý závěrečný sprint na konci vytrvalostního závodu. Svaly získávají energii pro tyto aktivity z anaerobního metabolismu mléčné energie. Kromě laktátu se produkuje více vodíkových iontů, které postupně nadměrně okyslují svaly a představují tedy omezující faktor pro tento typ sportovní aktivity.
V případě dlouhodobých sportovních aktivit s nízkou intenzitou musí být energie neustále doplňována bez výskytu látek, které vedou ke zhroucení. Děje se tak úplným spalováním glukózy a mastných kyselin získaných ze sacharidů a tuků. Nakonec oba zdroje energie končí po různých stupních degradace jako acetyl-koenzym A v citrátovém cyklu, kde jsou degradovány při spotřebě kyslíku a dodávají podstatně více energie než anaerobní glykolýza.
Je důležité, že tukové zásoby v těle mohou poskytovat energii podstatně déle než zásoby uhlohydrátů, i když s nižší intenzitou. Pokud vytrvalostní sportovci nedoplní mezi sebou zásoby uhlohydrátů, může dojít k významnému poklesu výkonu.
Nemoci a nemoci
Všechna onemocnění, která narušují odbourávání, transport a absorpci mastných kyselin a glukózy, mají negativní dopad na zásobování energií. Při cukrovce je primární poruchou absorpce glukózy z krve do buněk, pro které je vyžadován inzulín. V závislosti na stupni závažnosti to může vést k nedostatečné zásobě svalových buněk, což snižuje výkon. Důsledkem této poruchy absorpce je zvýšení hladiny cukru v krvi, což je signál pro pankreas, který produkuje ještě více inzulínu, aby se tento přebytek snížil. Kromě dlouhodobého poškození orgánů způsobeného změnami ve složení krve má tento proces přímý dopad na možnosti mobilizace tuků a glukózy v játrech. Zvýšená přítomnost inzulínu podporuje přeměnu glukózy na její zásobní formu glykogenu a tvorbu zásobního tuku, což inhibuje mobilizaci těchto látek pro dodávání energie.
Onemocnění jater, jako je mastná játra, hepatitida, jaterní fibróza nebo jaterní cirhóza, mají podobné účinky na mobilizaci tuku, i když jsou mechanismy účinku odlišné. Rovnováha mezi vstřebáváním tuku a skladováním na jedné straně a rozpadem a transportem na druhé straně je u těchto onemocnění narušena enzymatickými defekty, což má vliv na celkovou výkonnost.
Existují některá vzácná onemocnění, která se vyskytují přímo ve svalových buňkách a v některých případech mají významné dopady na postižené lidi. Tato genetická onemocnění jsou shrnuta pod termínem metabolické myopatie. Existují 3 základní formy s různými variantami: U mitochondriálních chorob způsobují genetické defekty poruchy dýchacího řetězce, což je důležité pro aerobní rozklad glukózy. To znamená, že buď není vytvořeno ani jen malé množství ATP a je k dispozici jako zdroj energie. Kromě svalových příznaků jsou v popředí nervové degenerace. V případě nemoci skladování glykogenu (nejznámější formou je Pompeho choroba), genetické defekty narušují přeměnu glykogenu na glukózu. Čím dříve se toto onemocnění objeví, tím horší je prognóza. Onemocnění lipidů se chová podobně, ale existují problémy s přeměnou tuku.
U všech nemocí se objevují různé příznaky. Ve svalech někdy dochází k výraznému snížení výkonu, rychlé únavě, výskytu svalových křečí, svalové hypotonii a při dlouhodobé progresi i úbytku svalů.
