Energiaa liikuntaan

Miksi lihas on kuin moottoripyörä?

Vaikka lihakset ja moottorit toimivat eri tavoin, molemmat muuttavat kemiallisen energian liike-energiaksi.

• Moottoripyörän moottori käyttää bensiinin varastoitunutta energiaa ja muuttaa sen lämmöksi ja liike-energiaksi (liike-energia).
• Lihakset käyttävät syömämme ruoan varastoitunutta kemiallista energiaa ja muuttavat sen lämmöksi ja liike-energiaksi (liike-energiaksi).

Miten lihassupistukseen tarvittava energia saadaan?

Energianlähde, jota käytetään liikkeen aikaansaamiseksi supistumisliikkeessä toimivissa lihaksissa, on adenosiinitrifosfaatti (ATP) – elimistön biokemiallinen keino varastoida ja siirtää energiaa. ATP:tä ei kuitenkaan varastoida suuressa määrin soluihin. Niinpä kun lihassupistus alkaa, ATP:n lisääminen on aloitettava nopeasti.

Koska ATP on niin tärkeää, lihassoluilla on useita eri tapoja valmistaa sitä. Nämä järjestelmät toimivat yhdessä vaiheittain. Kolme biokemiallista järjestelmää ATP:n tuottamiseen ovat järjestyksessä:

• Kreatiinifosfaatin käyttäminen
• Glykogeenin käyttäminen
• Aerobinen hengitys.

Kreatiinifosfaatin käyttäminen

Kaikkien lihassolujen sisältä löytyy hiukan ATP:tä, jota ne pystyvät käyttämään välittömästi – mutta sitä riittää kuitenkin vain noin kolmen sekunnin ajan! Niinpä kaikki lihassolut sisältävät korkea-energistä yhdistettä nimeltä kreatiinifosfaatti, joka hajotetaan, jotta saadaan nopeasti lisää ATP:tä. Kreatiinifosfaatti voi tyydyttää työskentelevän lihaksen energiantarpeen hyvin suurella nopeudella, mutta vain noin 8-10 sekunnin ajan.

Glykogeenin käyttäminen (ilman happea)

Lihaksissa on onneksi myös suuria varastoja hiilihydraattia, jota kutsutaan glykogeeniksi ja josta voidaan valmistaa ATP:tä glukoosista. Mutta tämä vaatii noin 12 kemiallista reaktiota, joten se tuottaa energiaa hitaammin kuin kreatiinifosfaatista. Se on kuitenkin melko nopeaa ja tuottaa energiaa noin 90 sekunnin ajan. Happea ei tarvita – tämä on hienoa, koska sydämeltä ja keuhkoilta kestää jonkin aikaa saada lisääntynyt hapensaanti lihaksiin. ATP:n tuottamisen sivutuotteena ilman happea on maitohappo. Tiedät, milloin lihaksiisi kertyy maitohappoa, koska se aiheuttaa väsymystä ja arkuutta – ote.

Aerobisen hengityksen käyttäminen (hapen käyttäminen uudelleen)

Kahden minuutin kuluessa liikunnasta elimistö alkaa toimittaa työskenteleville lihaksille happea. Kun happea on läsnä, aerobinen hengitys voi tapahtua glukoosin hajottamiseksi ATP:ksi. Tämä glukoosi voi tulla useasta paikasta:

• lihassoluissa jäljellä oleva glukoosivarasto
• ruoasta saatu glukoosi suolistossa
• maksassa oleva glykogeeni
• lihaksissa olevat rasvavarastot
• ääritapauksissa (kuten nälkiintyneenä) elimistön proteiinit.

Aerobinen hengitys vaatii vielä enemmän kemiallisia reaktioita ATP:n tuottamiseen kuin kumpikaan edellä mainituista kahdesta järjestelmästä. Se on kaikista kolmesta järjestelmästä hitain – mutta se voi tuottaa ATP:tä useita tunteja tai pidempäänkin, kunhan polttoaineen tarjonta kestää.

Näin se toimii

Olet myöhästynyt bussista ja lähdet juoksemaan yliopistolle kello 9.00 alkavaan tenttiin:

• Kouluun suuntautuvan juoksumatkasi ensimmäisten 3 sekunnin ajan lihassolusi käyttävät sisällään olevaa ATP:tä.
• Seuraavien 8-10 sekunnin ajan lihaksesi käyttävät kreatiinifosfaattivarastoja ATP:n tuottamiseen.
• Koska et ole vielä päässyt yliopistolle, glykogeenijärjestelmä (joka ei tarvitse happea) käynnistyy.
• Ei vieläkään, joten lopulta aerobinen hengitys (joka on ATP:tä käyttäen happea) ottaa ohjat.

Erilaiset liikuntamuodot käyttävät eri järjestelmiä ATP:n tuottamiseen

Sprintteri saa ATP:tä aivan eri tavalla kuin maratonjuoksija.

• Kreatiinifosfaatin käyttö – Tämä olisi tärkein järjestelmä, jota käytetään lyhyissä purskeissa (painonnostajat tai lyhyen matkan sprintterit), koska se on nopeaa mutta kestää vain 8-10 sekuntia.
• Glykogeenin käyttö (ei happea) – Tämä kestää 1,3-1,6 minuuttia, joten sitä käytettäisiin esimerkiksi 100 metrin uinnissa tai 200 metrin tai 400 metrin juoksussa.
• Aerobisen hengityksen käyttö – Tämä kestää rajoittamattoman kauan, joten sitä käytetään kestävyyslajeissa, kuten maratonjuoksussa, soudussa, kaukoluistelussa ja niin edelleen.

Tutustu tarkemmin artikkeliin Maraton vs. sprintti.