Az izmoknak energiára van szükségük a funkcióik végrehajtásához. A Energiaellátás a tápanyagok lebontásával és átalakításával többféle módon garantálható.
Mi az energiaellátás?
Az izom tevékenységéhez szükséges energiaellátás négyféle módon lehetséges. Ezek különböznek a sebesség és az energiaszállítás mennyiségének szempontjából. Az izom aktivitásának intenzitása határozza meg, hogy ezek közül a folyamatok közül melyik szolgál energiát.
A különféle folyamatok gyakran egymás mellett futnak. Az anaerob (oxigén nélkül) alaktikus (laktát támadás nélkül) folyamatban az ATP tárolás (adenozin-trifoszfát) és a kreatin-foszfát tárolás rövid ideig energiát biztosít. Ez azonban csak 6-10 másodpercre elegendő, a jól képzett sportolók számára legfeljebb 15 másodpercre, és a legnagyobb teljesítmény, a legnagyobb erő, a sebesség és a maximális sebesség területén hívják fel. Az összes többi eljárás glükóz vagy zsírsav jelenlétét igényli. Különböző mennyiségű ATP-t (adenozin-trifoszfátot) szállítanak teljes vagy nem teljes lebontás révén.
Az anaerob tejsav-ellátással a glikogén, a glükóz tároló formája hiányosan bomlik le. Ezért ezt a folyamatot anaerob glikolízisnek is nevezik. Az eredmény laktát és kevés energia, amely elegendő 15-45 másodpercig tartó intenzív teljesítményhez, a legjobb sportolók számára pedig 60 másodpercig. A tartós, alacsony intenzitású sporttevékenységekhez az energiát a glükóz vagy zsírsavak teljes égetéséből nyerik az izomsejtek mitokondriumaiban zajló aerob (oxigénfogyasztással járó) energiatermelési folyamatok során.
Funkció és feladat
Az izmoknak energiára van szükségük a funkcióik végrehajtásához. Ezt mechanikai munkássá alakítják át, hogy mozgatják az ízületeket vagy stabilizálják a test területeit. A mechanikai hatékonyság azonban nagyon alacsony, mivel a felhasznált energianek csak körülbelül egyharmadát használják a kinetikai követelményekhez. A maradékot hő formájában égetik el, amelyet vagy kívülről szabadítanak fel, vagy a testhőmérséklet fenntartására használják.
Azok a sportolók, akiknek a gyors mozgások vagy a nagy fizikai erőfeszítésekkel járó rövid idő alatt fontosak, az energiát az izomsejtek plazmájában található energiatárolókból nyerik. Jellemző tudományágak, amelyek megfelelnek ezeknek a követelményeknek, például a 100 méteres sprint, súlyemelés vagy magasugrás.
Jellemző sporttevékenységek, amelyek a lehető legnagyobb teljesítmény mellett 40–60 másodpercig tartanak, a 400 méteres futás, 500 méteres gyorskorcsolya vagy 1000 méteres kerékpározás, valamint egy hosszú záró sprint a kitartási verseny végén. Az izmok ezeknek a tevékenységeknek az energiáját az anaerob tejsavenergia-anyagcseréből nyerik. A laktát mellett több hidrogénion képződik, amelyek fokozatosan megsavanyítják az izomot, és így korlátozzák az ilyen típusú sporttevékenységeket.
Hosszú távú, alacsony intenzitású sporttevékenységek esetén az energiát folyamatosan pótolni kell olyan anyagok előfordulása nélkül, amelyek meghibásodáshoz vezetnek. Ezt a szénhidrátokból és zsírokból nyert glükóz és zsírsavak teljes égetésével teszi meg. Végül mindkét energiaforrás a különféle bomlási szakaszok után az A-acetil-koenzimként a citrátciklusban végződik, ahol oxigénfogyasztással bomlanak le, és lényegesen több energiát szolgáltatnak, mint az anaerob glikolízis.
Fontos, hogy a test zsírtartalma lényegesen hosszabb ideig képes energiát szolgáltatni, mint a szénhidrát-készletek, bár alacsonyabb intenzitással. Ha a kitartó sportolók nem tudják kicserélni a szénhidrát-ellátást köztük, a teljesítmény jelentősen csökkenhet.
Betegségek és betegségek
Minden olyan betegség, amely károsítja a zsírsavak és glükóz lebontását, szállítását és felszívódását, negatív következményekkel jár az energiaellátásra. Cukorbetegség esetén az elsődleges károsodás a glükóz felszívódása a vérből a sejtekbe, amelyekhez inzulinra van szükség. A súlyosság fokától függően ez az izomsejtek elégtelen ellátásához vezethet, ami csökkenti a teljesítményt. Ennek a felszívódási rendellenességnek a következménye a vércukorszint emelkedése, ami arra utal, hogy a hasnyálmirigy még több inzulint termel azért, hogy csökkentse ezt a felesleget. A vér összetételének változásai által okozott hosszú távú szervkárosodásokon túl ez a folyamat közvetlen hatással van a máj zsír- és glükóztartalmának mozgósításának lehetőségeire is. Az inzulin megnövekedett jelenléte elősegíti a glükóz átalakulását tároló formájú glikogénné és a tároló zsír képződését, ami gátolja ezen anyagok mozgását az energiaszállításhoz.
A májbetegségek, például a zsíros máj, hepatitisz, májfibrózis vagy májcirrózis hasonló hatással vannak a zsírmobilizációra, még akkor is, ha a hatásmechanizmusok eltérőek. Ezekben a betegségekben az enzimatikus rendellenességek miatt zavart okoz egyrészt a zsír felszívódása és tárolása, másrészről a lebontás és a szállítás közötti egyensúly, és ez hatással van az általános teljesítményre.
Vannak olyan ritka betegségek, amelyek közvetlenül az izomsejtekben fordulnak elő, és bizonyos esetekben jelentős következményekkel járnak az érintett emberekre. Ezeket a genetikai betegségeket a metabolikus myopathiák alatt foglaljuk össze. Három alapforma létezik, különböző változatokkal: A mitokondrális betegségekben a genetikai hibák zavarokat okoznak a légzési láncban, ami fontos a glükóz aerob lebontása szempontjából. Ez azt jelenti, hogy vagy nem, vagy csak kis mennyiségű ATP képződik, és elérhető energiaforrásként. Az izomtünetek mellett az idegi degenerációk is előtérben vannak. A glikogén tároló betegség (a legismertebb forma a Pompe-betegség) esetében a genetikai rendellenességek megszakítják a glikogén glükózá történő átalakulását. Minél korábban jelentkezik ez a betegség, annál rosszabb a prognózis. A lipidtároló betegség hasonlóan viselkedik, de vannak problémák a zsírkonverzióval.
Minden betegség esetén számos tünet jelentkezik. Az izmokban néha jelentősen csökken a teljesítmény, gyors fáradtság, izomgörcsök, izomhipotonia és hosszabb időn át az izmok pazarlása jelentkezik.
