admin

Dlaczego mięsień jest jak motocykl?

Mimo że mięśnie i silniki działają w różny sposób, oba przekształcają energię chemiczną w energię ruchu.

  • Silnik motocykla wykorzystuje zmagazynowaną energię benzyny i przekształca ją w ciepło i energię ruchu (energię kinetyczną).
  • Mięśnie wykorzystują zmagazynowaną energię chemiczną żywności, którą spożywamy i przekształcają ją w ciepło i energię ruchu (energię kinetyczną).

Skąd pochodzi energia do skurczu mięśni?

Źródłem energii, która jest używana do zasilania ruchu skurczu w pracujących mięśniach jest adenozynotrójfosforan (ATP) – biochemiczny sposób organizmu na przechowywanie i transport energii. ATP nie jest jednak w dużym stopniu magazynowany w komórkach. Tak więc po rozpoczęciu skurczu mięśni, wytwarzanie większej ilości ATP musi rozpocząć się szybko.

Ponieważ ATP jest tak ważny, komórki mięśniowe mają kilka różnych sposobów, aby go wytworzyć. Systemy te współpracują ze sobą w fazach. Trzy biochemiczne systemy wytwarzania ATP to, w kolejności:

  • wykorzystanie fosforanu kreatyny
  • wykorzystanie glikogenu
  • oddychanie beztlenowe.

Użycie fosforanu kreatyny

Wszystkie komórki mięśniowe mają w sobie trochę ATP, które mogą wykorzystać natychmiast – ale tylko tyle, by wystarczyło na około 3 sekundy! Dlatego wszystkie komórki mięśniowe zawierają wysokoenergetyczny związek zwany fosforanem kreatyny, który jest rozkładany w celu szybkiego wytworzenia większej ilości ATP. Fosforan kreatyny może zaspokoić potrzeby energetyczne pracującego mięśnia w bardzo wysokim tempie, ale tylko na około 8-10 sekund.

Używanie glikogenu (i brak tlenu)

Na szczęście mięśnie mają również duże zapasy węglowodanów, zwanych glikogenem, które mogą być użyte do wytworzenia ATP z glukozy. Ale to wymaga około 12 reakcji chemicznych, więc dostarcza energii wolniej niż z fosforanu kreatyny. Jest to jednak nadal dość szybki proces, który wytwarza wystarczającą ilość energii na około 90 sekund. Tlen nie jest potrzebny – to świetnie, ponieważ serce i płuca potrzebują trochę czasu, aby zwiększyć dopływ tlenu do mięśni. Produktem ubocznym wytwarzania ATP bez użycia tlenu jest kwas mlekowy. Wiesz, kiedy twoje mięśnie gromadzą kwas mlekowy, ponieważ powoduje on zmęczenie i bolesność – ścieg.

Używanie oddychania tlenowego (ponowne użycie tlenu)

W ciągu dwóch minut ćwiczeń organizm zaczyna zaopatrywać pracujące mięśnie w tlen. Gdy tlen jest obecny, oddychanie tlenowe może mieć miejsce w celu rozbicia glukozy na ATP. Glukoza ta może pochodzić z kilku miejsc:

  • zapas glukozy w komórkach mięśniowych
  • glukoza z pożywienia w jelitach
  • glikogen w wątrobie
  • zapasy tłuszczu w mięśniach
  • w skrajnych przypadkach (jak głodówka), białko organizmu.

Oddychanie beztlenowe wymaga jeszcze więcej reakcji chemicznych do wytworzenia ATP niż którykolwiek z dwóch powyższych systemów. Jest najwolniejsze ze wszystkich trzech systemów – ale może dostarczać ATP przez kilka godzin lub dłużej, tak długo, jak długo trwa dostawa paliwa.

Natura nauki

Teoria naukowa zapewnia naukowcom ramy do przewidywań dotyczących tego, co mogą zaobserwować i zmierzyć podczas badań. Zebrane dane mogą potwierdzić lub poddać w wątpliwość tę teorię.

Tak to działa

Przegapiłeś autobus i zaczynasz biec do college’u na egzamin o 9.00 rano:

  • Przez pierwsze 3 sekundy biegu do college’u komórki mięśniowe wykorzystują ATP, które mają w sobie.
  • Przez następne 8-10 sekund mięśnie korzystają z zapasów fosforanu kreatyny, aby dostarczyć ATP.
  • Ponieważ nie dotarłeś jeszcze na uczelnię, włącza się system glikogenu (który nie potrzebuje tlenu).
  • Wciąż go nie ma, więc w końcu oddychanie tlenowe (czyli ATP przy użyciu tlenu) przejmuje kontrolę.

Różne formy ćwiczeń wykorzystują różne systemy do produkcji ATP

Sprinter zdobywa ATP w zupełnie inny sposób niż maratończyk.

  • Używanie fosforanu kreatyny – Byłby to główny system używany w krótkich seriach (podnoszenie ciężarów lub sprinterzy na krótkich dystansach), ponieważ jest szybki, ale trwa tylko 8-10 sekund.
  • Używanie glikogenu (bez tlenu) – Trwa to 1,3-1,6 minuty, więc jest to system używany w takich zawodach, jak pływanie na 100 metrów lub bieg na 200 m lub 400 m.
  • Używanie oddychania tlenowego – Trwa to przez nieograniczony czas, więc jest to system używany w zawodach wytrzymałościowych, takich jak bieg maratoński, wioślarstwo, łyżwiarstwo na dystansie i tak dalej.

    Pomysły na aktywność

    W maratonie palców uczniowie badają zmęczenie mięśni, wykorzystując czynność otwierania i zamykania szpilki do ubrań.

    W Obliczanie RMR i dziennego wydatku energetycznego uczniowie obliczają swój RMR (spoczynkowy wskaźnik przemiany materii) i wykorzystują to do obliczenia kosztu energetycznego różnych czynności.

    Przydatny link

    Wyjaśnienie, jak działa ćwiczenie.

    .

admin

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

lg