Energie pentru exerciții fizice

De ce este un mușchi ca o motocicletă?

Deși mușchii și motoarele funcționează în moduri diferite, ambele transformă energia chimică în energie de mișcare.

• Un motor de motocicletă folosește energia stocată în benzină și o transformă în căldură și energie de mișcare (energie cinetică).
• Muschii folosesc energia chimică înmagazinată a alimentelor pe care le consumăm și o convertesc în căldură și energie de mișcare (energie cinetică).

De unde provine energia pentru contracția musculară?

Sursa de energie care este folosită pentru a alimenta mișcarea de contracție a mușchilor care lucrează este adenozin trifosfatul (ATP) – modul biochimic al organismului de a stoca și transporta energia. Cu toate acestea, ATP nu este stocat într-o mare măsură în celule. Așadar, odată ce începe contracția musculară, trebuie să înceapă rapid producerea de mai mult ATP.

Din moment ce ATP este atât de important, celulele musculare au mai multe moduri diferite de a-l produce. Aceste sisteme lucrează împreună în faze. Cele trei sisteme biochimice de producere a ATP sunt, în ordine:

• utilizarea fosfatului de creatină
• utilizarea glicogenului
• respirația aerobă.

Utilizarea fosfatului de creatină

Toate celulele musculare au în ele puțin ATP pe care îl pot folosi imediat – dar numai cât să dureze aproximativ 3 secunde! Așadar, toate celulele musculare conțin un compus de înaltă energie numit fosfat de creatină, care este descompus pentru a produce rapid mai mult ATP. Fosfatul de creatină poate satisface nevoile energetice ale unui mușchi care lucrează la o rată foarte mare, dar numai pentru aproximativ 8-10 secunde.

Utilizarea glicogenului (și fără oxigen)

Din păcate, mușchii au, de asemenea, rezerve mari de un carbohidrat, numit glicogen, care poate fi folosit pentru a produce ATP din glucoză. Dar acest lucru necesită aproximativ 12 reacții chimice, astfel încât furnizează energie mai lent decât din fosfat de creatină. Cu toate acestea, este totuși destul de rapid și va produce suficientă energie pentru a rezista aproximativ 90 de secunde. Oxigenul nu este necesar – acest lucru este grozav, deoarece inima și plămânii au nevoie de ceva timp pentru a obține o alimentare crescută cu oxigen a mușchilor. Un produs secundar al producerii ATP fără utilizarea oxigenului este acidul lactic. Știți când mușchii dumneavoastră acumulează acid lactic pentru că provoacă oboseală și durere – cusătură.

Utilizarea respirației aerobice (folosind din nou oxigenul)

În două minute de exercițiu, organismul începe să alimenteze mușchii care lucrează cu oxigen. Atunci când oxigenul este prezent, respirația aerobă poate avea loc pentru a descompune glucoza în ATP. Această glucoză poate proveni din mai multe locuri:

• rezervă de glucoză rămasă în celulele musculare
• glucoză din hrana din intestin
• glicogen din ficat
• rezerve de grăsime din mușchi
• în cazuri extreme (cum ar fi înfometarea), proteinele organismului.

Respirația aerobă necesită chiar mai multe reacții chimice pentru a produce ATP decât oricare dintre cele două sisteme de mai sus. Este cel mai lent dintre toate cele trei sisteme – dar poate furniza ATP timp de câteva ore sau mai mult, atât timp cât durează aprovizionarea cu combustibil.

Iată cum funcționează

Ai pierdut autobuzul și începi să alergi spre facultate pentru un examen la ora 9.00:

• Pentru primele 3 secunde ale alergării tale spre facultate, celulele musculare folosesc ATP-ul pe care îl au în ele.
• Pentru următoarele 8-10 secunde, mușchii tăi folosesc depozitele de fosfat de creatină pentru a furniza ATP.
• Din moment ce nu ai ajuns încă la facultate, intră în funcțiune sistemul de glicogen (care nu are nevoie de oxigen).
• Încă nu este acolo, așa că, în cele din urmă, respirația aerobă (care este ATP folosind oxigen) preia controlul.

Diferite forme de exerciții fizice folosesc sisteme diferite pentru a produce ATP

Un sprinter obține ATP într-un mod foarte diferit față de un maratonist.

• Utilizarea fosfatului de creatină – Acesta ar fi principalul sistem folosit pentru rafale scurte (halterofilii sau sprinterii pe distanțe scurte), deoarece este rapid, dar durează doar 8-10 secunde.
• Utilizarea glicogenului (fără oxigen) – Acesta durează 1,3-1,6 minute, deci ar fi sistemul folosit în evenimente precum înotul pe 100 de metri sau alergarea pe 200 m sau 400 m.
• Utilizarea respirației aerobe – Aceasta durează un timp nelimitat, deci este sistemul folosit în evenimente de anduranță precum maratonul, canotajul, patinajul pe distanță și așa mai departe.

Explorați acest aspect în continuare în articolul Maraton versus sprint.

.