Muskuļiem ir nepieciešama enerģija, lai veiktu savas funkcijas. Energoapgāde To var garantēt dažādos veidos, sadalot un pārveidojot barības vielas.
Kāda ir enerģijas padeve?
Enerģijas piegāde muskuļa darbībai ir iespējama 4 dažādos veidos. Tie atšķiras ātruma un enerģijas daudzuma ziņā. Muskuļu aktivitātes intensitāte izlemj, kurš no šiem procesiem tiek izmantots enerģijas nodrošināšanai.
Dažādie procesi bieži notiek blakus. Anaerobā (bez skābekļa) alaktiskā (bez laktāta uzbrukuma) procesā ATP krājums (adenozīna trifosfāts) un kreatīna fosfāta krātuve neilgu laiku nodrošina enerģiju. Tomēr tas ir pietiekami tikai 6-10 sekundes, labi apmācītiem sportistiem līdz 15 sekundēm, un tas tiek izsaukts ar maksimālu sniegumu maksimālā, ātrā spēka un ātruma zonā. Visos citos procesos nepieciešama glikozes vai taukskābju klātbūtne. Tie piegādā ATP (adenozīna trifosfātu) dažādos daudzumos pilnīgas vai nepilnīgas sadalīšanās rezultātā.
Izmantojot pienu ar anaerobām enerģijas piegādēm, glikogēns, kas uzglabā glikozi, tiek nepilnīgi sadalīts. Tāpēc šo procesu sauc arī par anaerobo glikolīzi. Rezultāts ir laktāts un maz enerģijas, kas ir pietiekama 15-45 sekundes intensīvam sniegumam, labākajiem sportistiem - 60 sekundes. Ilgstošām, zemas intensitātes sportiskām aktivitātēm enerģija tiek iegūta no pilnīgas glikozes vai taukskābju sadedzināšanas aerobos (ar skābekļa patēriņu) enerģijas ražošanas procesos, kas notiek muskuļu šūnu mitohondrijos.
Funkcija un uzdevums
Muskuļiem ir nepieciešama enerģija, lai veiktu savas funkcijas. Viņi to pārvērš mehāniskā darbā, lai kustinātu locītavas vai stabilizētu ķermeņa vietas. Tomēr mehāniskā efektivitāte ir ļoti zema, jo tikai aptuveni trešdaļa no patērētās enerģijas tiek izmantota kinētiskajām vajadzībām. Pārējais tiek sadedzināts siltuma veidā, kas tiek izvadīts uz ārpusi vai izmantots ķermeņa temperatūras uzturēšanai.
Sportisti, kuriem ātras kustības vai tie, kas saistīti ar lielu fizisko slodzi, ir svarīgi īsā laika posmā, iegūst enerģiju no enerģijas krājumiem, kas atrodas muskuļu šūnu plazmā. Tipiskas disciplīnas, kas atbilst šīm prasībām, ir, piemēram, 100 metru sprints, svarcelšana vai augstlēkšana.
Tipiskas sportiskas aktivitātes, kuru ilgums no 40 līdz 60 sekundēm nepārsniedz maksimālo iespējamo sniegumu, ir 400 metru skrējiens, 500 metru ātrslidošana vai 1000 metru riteņbraukšana trasē, bet arī garš pēdējais sprints izturības sacensību beigās. Muskuļi šīm darbībām iegūst enerģiju no pienskābes anaerobās metabolisma. Papildus laktātam tiek ražots vairāk ūdeņraža jonu, kas pakāpeniski pārlieku paskābina muskuļus un tādējādi ir ierobežojošais faktors šāda veida sportiskām aktivitātēm.
Ilgstošu, zemas intensitātes sporta nodarbību gadījumā enerģija ir nepārtraukti jāpapildina, neradot vielas, kas izraisa sabrukumu. Tas tiek darīts, pilnībā sadedzinot glikozi un taukskābes, kas iegūtas no ogļhidrātiem un taukiem. Rezultātā abi enerģijas avoti pēc dažādām sadalīšanās stadijām nonāk kā acetilkoenzīms A citrāta ciklā, kur tie tiek sadalīti, patērējot skābekli, un tie dod ievērojami vairāk enerģijas nekā anaerobā glikolīze.
Ir svarīgi, ka ķermeņa tauku rezerves var sniegt enerģiju daudz ilgāk nekā ogļhidrātu krājumi, kaut arī ar zemāku intensitāti. Ja izturības atlētiem neizdodas papildināt savu ogļhidrātu daudzumu pa vidu, sniegums var ievērojami samazināties.
Slimības un kaites
Visas slimības, kas pasliktina taukskābju un glikozes sadalīšanos, transportēšanu un absorbciju, negatīvi ietekmē enerģijas piegādi. Cukura diabēta gadījumā primārie traucējumi ir glikozes absorbcija asinīs šūnās, kurām nepieciešams insulīns. Atkarībā no smaguma pakāpes tas var izraisīt nepietiekamu piegādi muskuļu šūnās, kas samazina veiktspēju. Šo absorbcijas traucējumu sekas ir paaugstināts cukura līmenis asinīs, kas ir signāls aizkuņģa dziedzerim ražot vēl vairāk insulīna, lai samazinātu šo lieko daudzumu. Papildus ilgstošam orgānu bojājumam, ko izraisa izmaiņas asins sastāvā, šim procesam ir tieša ietekme uz tauku un glikozes rezervju mobilizācijas iespējām aknās. Palielināta insulīna klātbūtne veicina glikozes pārvēršanu tās uzglabāšanas formā glikogēnā un uzkrājošo tauku veidošanos, kas kavē šo vielu mobilizāciju enerģijas padevei.
Aknu slimības, piemēram, taukainas aknas, hepatīts, aknu fibroze vai aknu ciroze, līdzīgi ietekmē tauku mobilizāciju, pat ja darbības mehānismi ir atšķirīgi. Šajās slimībās fermentu defektu dēļ tiek traucēts līdzsvars starp tauku uzsūkšanos un uzkrāšanos, no vienas puses, un sadalīšanos un transportēšanu, no otras puses, un tas ietekmē kopējo sniegumu.
Ir dažas retas slimības, kas notiek tieši muskuļu šūnās, un dažos gadījumos tām ir ievērojamas sekas skartajiem cilvēkiem. Šīs ģenētiskās slimības ir apkopotas terminā metabolisma miopātijas. Ir 3 pamatformas ar dažādiem variantiem: Mitohondrālu slimību gadījumā ģenētiskie defekti izraisa traucējumus elpošanas ķēdē, kas ir svarīgi glikozes aerobo sadalīšanos. Tas nozīmē, ka netiek izveidots vai tikai neliels daudzums ATP un tiek darīts pieejams kā enerģijas avots. Papildus muskuļu simptomiem priekšplānā atrodas neironu deģenerācijas. Glikogēna uzglabāšanas slimības gadījumā (vispazīstamākā forma ir Pompes slimība) ģenētiskie defekti traucē glikogēna pārvēršanu glikozē. Jo agrāk šī slimība rodas, jo sliktāka ir prognoze. Lipīdu uzkrāšanas slimība uzvedas līdzīgi, taču ir problēmas ar tauku pārvēršanu.
Ar visām slimībām rodas dažādi simptomi. Muskuļos dažreiz ir ievērojami samazināta veiktspēja, ātrs nogurums, rodas muskuļu krampji, muskuļu hipotonija un, ilgstoši progresējot, muskuļu izšķērdēšana.
