źródło zdjęcia: www.teachpe.com/wp-content/uploads/2019/09/sprint-training620.jpg
Źródło energii
Wiedza o bioenergetyce to podstawa dla sportowca który chce optymalnie rozwijać swoje ciało i jego systemy energetyczne, odpowiedzialne za dostarczanie energii podczas wysiłku fizycznego. Energia jest czymś niezbędnym dla sportowców, pozwala ona na wykonywanie konkretnej pracy. Praca to swego rodzaju wykorzystanie siły skurczu mięśnia do przezwyciężenia oporu i wykonania ruchu. Warunkiem koniecznym do spełnienia, we wszelkiego rodzaju sportach, jest dysponowanie energią przez sportowca.
Energia pozyskiwana jest z przemian pożywienia (na poziomie komórkowym) w wysokoenergetyczny związek ATP(adenozynotrójfosforan), który magazynowany jest w komórkach mięśniowych. ATP składa się z jednej cząsteczki adenozyny i 3 grup fosforanowych. Uwalnianie energii potrzebnej do skurczu mięśnia w danej chwili następuje wskutek przemiany ATP w ADP+P (adenozynodwufosforan) i nieorganiczna grupa fosforanowa). Podczas takiej przemiany jedno z wiązań fosforanowych zostaje rozerwane, powoduje to rozpad ATP i uwolnienie energii z owego wiązania.
Mamy ograniczone zasoby ATP w mięśniach, więc nasz organizm musi nieustannie je uzupełniać, by móc ciągle stawiać czoła aktywności fizycznej, której go poddajemy.
Mamy 3 główne systemy energetyczne które w zależności od rodzaju wykonywanego wysiłku będą odbudowywać nasze zapasy ATP. Są to mianowicie:
- System fosfagenowy (ATP-CP)
- System Glikolityczny (Dzielony na anaerobowy i aerobowy)
- System Tlenowy
System ATP-CP
Znany pod różnymi nazwami system fosfagenowy/fosfokreatynowy.
Jest to system beztlenowy i w jego skład wchodzą 3 reakcje:
- Rozpad ATP na ADP+P i uwolnienie energii z jednego z wiązań
- Resynteza ATP poprzez wykorzystanie wyżej powstałego związku z rozpadu i fosfokreatyny (która rozpada się na P”grupę fosforanową” + Cr”kreatynę”.)
- Rozpad ADP na AMP+P gdzie powstała w ten sposób grupa fosforanowa może połączyć się z inną cząsteczką ADP tworząc ATP gotowe do użycia.
ATP magazynowane jest w mięśniach i wątrobie. Jest go stosunkowo mało, a energia z rozpadu starcza na 5-10 sekund intensywnego wysiłku. Jego zapas w komórce mięśniowej nie jest zbyt duży. Dlatego resynteza musi zachodzić nieustannie.
Jeśli resynteza musi zachodzić na bieżąco, podczas sesji treningowej to potrzebne są też składowe. Fosfokreatyna już po 5 sekundach intensywnego wysiłku może spaść o 50/70%.
Fosfokreatynę organizm syntetyzuje i gromadzi w mięśniach z dobrze znanego nam związku czyli kreatyny. Kreatynę mamy zmagazynowaną głównie w mięśniach i ścięgnach(kwestia indywidualna jeśli chodzi o jej ilość) i w pożywieniu. Aczkolwiek jej zawartość w poszczególnych produktach spożywczych jest dosyć niska i ciężkim zadaniem byłoby uzupełnić jej zapasy jedynie za pomocą konwencjonalnej żywności. Dlatego jej suplementacja jest najczęściej polecana wszystkim osobom związanym ze światem sportu.
Fosfagen – w jakich sportach?
Przemiany fosfokreatynowe mają swój największy udział w pierwszych sekundach wysiłku. Od około 10 sekundy ich możliwość odtwarzania ATP maleje aż o 50%, a po 30 sekundach spada praktycznie do zera i tutaj wchodzi kolejny system energetyczny o nazwie glikoliza.
Oczywiście nigdy nie jest tak ze w danej jednostce czasu działa tylko jeden system energetyczny. One wszystkie działają razem przenikając się i zmieniając swój procentowy udział w przemianach energetycznych w zależności od uprawianego przez nas wysiłku fizycznego.
System fosfagenowy będzie zdecydowanie przeważał w wysoko-intensywnych i trwających dosyć krótko rodzajach wysiłku tj. Sprinty, skoki, rzuty, trójbój czy dwubój, gdzie w bardzo małej jednostce czasu musimy wygenerować maksymalną ilość mocy, a wiec zahaczają o ten system energetyczny również treningi pod hipertrofię, czyli budowanie masy mięśniowej. Przykładowa seria wyciskania na ławce płaskiej na 6 powtórzeń będzie trwać mniej więcej tyle co czas wzmożonej przewagi działania systemu ATP-CP. Oczywiście kontynuując serię na wyższych ilościach powtórzeń zaczynamy już znajdować się na pograniczu z glikolizą beztlenową.
System ATP-CP odbudowuje swoje zapasy ATP już po 30 sekundach odpoczynku do 70%, a po 3-5 minutach jest w 100% naładowany. Uzupełnienie fosfokreatyny trwa dłużej i jest to kolejno 2min-80% odbudowy, 4min-90%, 8min-100%. Oczywiście te wartości są uśrednione i nie należy traktować ich zero-jedynkowo, a jedynie jako orientacyjne zmienne.
Glikoliza szybka
Kolejny beztlenowy system przetwarzania energii nosi nazwę Glikolityczny.
A to za sprawą procesu zwanego glikolizą, który jest pierwszym etapem rozkładu glukozy służącym do pozyskiwania energii dla procesów metabolicznych. Podczas wysiłków trwających od 20s do 2min, glikoliza odgrywa największą rolę w procesie odbudowy ATP (naszej jednostki energetycznej). Glikogen to inaczej glukoza przechowywana w mięśniach szkieletowych. Ilość dostępnego glikogenu jest ściśle powiązana z ilością węglowodanów w diecie. Dlatego nie powinno się ograniczać węglowodanów w diecie do bardzo niskich wartości jeśli chcemy osiągać jak najlepsze wyniki sportowe.
Oczywiście ilość zużytego glikogenu w procesach energetycznych zależy od intensywności wysiłku, ale średnio szacuje się ze jego odbudowa po zakończonej jednostce treningowej może trwać od 20 do nawet 24 godzin. Natomiast jeżeli ilość węglowodanów w diecie jest nieodpowiednia to ten czas może się znacznie wydłużyć. Bardzo przydatnym wydaje się być wniosek, iż w ciągu około 2h po zakończonej jednostce treningowej sportowiec powinien spożyć solidną porcję węglowodanów, która przyspieszy resyntezę glikogenu. Będzie to szczególnie istotne jeśli taka osoba musi w przeciągu najbliższych 20h wykonać kolejną jednostkę treningową.
Podczas szybkiej glikolizy powstaje kwas mlekowy, który następnie przekształcany jest w mleczny. Natomiast jeśli glikoliza przebiega bardzo szybko to możliwości takiego przetwarzania przez organizm słabną, a wtedy kwas mlekowy zaczyna się gromadzić i powodować, że odczuwamy większe zmęczenie i ostatecznie odbiera nam zdolność do kontynuowania wysiłku. Taką sytuację można najczęściej zaobserwować podczas cykli ćwiczeń wykonywanych z dużą intensywnością przy zachowaniu krótkich przerw między seriami.
Glikoliza wolna
Czas trwania wysiłku zbliżający się do 2 minut, będzie powodował, że organizm zmieni „tryb zasilania” z szybkiej glikolizy na wolną. Wraz z czasem trwania ciągłego wysiłku samoistnie spada też jego intensywność, dzięki czemu szybkość rozpadu glukozy oraz glikogenu ulega zmianie i maleje. W takiej sytuacji zmniejsza się też ilość wytwarzanego przez organizm kwasu mlekowego. Daje to możliwość ciału do przekształcania kwasu mlekowego na kwas pirogronowy, który następnie jak już znajdzie się w mitochondriach zostaje wykorzystany w metabolizmie tlenowym. Do takich przemian dochodzi, gdy mleczany są przetwarzane przez pracujące mięśnie szkieletowe, aczkolwiek pozostałe mleczany są również równolegle wychwytywane przez wątrobę, gdzie zostają bezpośrednio przekształcane w glukozę.
B-alanina – suplement poprawiający wydolność oraz regenerację – KUP TUTAJ
System tlenowy
„Muszę zacząć biegać bo muszę poprawić kondycję” Po części to zdanie ma pewien sens, aczkolwiek jest ono trochę niekompletne. Żeby poprawić wydolność musimy też periodyzować (planować) odpowiednio nasze treningi aerobowe ponieważ w innym wypadku nie będziemy trenować tego systemu energetycznego na którym nam zależy. Mówiąc „kondycja”, zwykle powinniśmy mieć na myśli system tlenowy czyli przemiany energetyczne podczas długich wysiłków o umiarkowanym tętnie. Ten system również wykorzystuje glikogen z mięśni jako paliwo do produkcji ATP. Tylko tutaj jest taka różnica, ze te przemiany zachodzą już w obecności tlenu.
W odróżnieniu od glikolizy system tlenowy nie powoduje nadmiernego kumulowania kwasu mlekowego. Dodatkowo do wytwarzania ATP może wykorzystywać również tłuszcze i białka. W spoczynku system tlenowy uzyskuje 70% ATP z utleniania kwasów tłuszczowych, a 30% z węglowodanów. Wraz ze wzrostem intensywności wysiłku te proporcje mogą się zmieniać, dlatego tak ważnie dla nas przy treningu tego systemu jest utrzymywanie spokojnego tempa i tętna poniżej 145 uderzeń na minutę. Ponieważ wysiłki o niewielkiej intensywności będą czerpać większość ATP z utleniania tłuszczu. System tlenowy o powyższym procesie działania przejmuje inicjatywę w wytwarzaniu ATP w wysiłkach trwających od 2 min do około 3godzin. Pamiętajmy ze mówimy tu o wysiłku ciągłym.
Podsumowanie
Jak już wspomniałem, w ciągłym odtwarzaniu jednostki energetycznej ATP stale biorą udział różne systemy energetyczne. Współpracują one ze sobą i ich zaangażowanie w dany proces jest zmienne procentowo w zależności od wymogów fizjologicznych związanych z rodzajem wysiłku jaki podejmuje sportowiec. Wysiłki krótkotrwałe o wysokiej intensywności będą cechowały się wyższym zaangażowaniem systemu fosfagenowego, natomiast te dłuższe i mniej intensywne będą stopniowo „przełączać się” na korzystanie z metabolizmu tlenowego. Aczkolwiek zawsze będzie tak, że podczas danego wysiłku wytwarzanie ATP będzie miało swój główny proces wytwarzający energię i procesy pomocnicze, które cały czas będą brały w nim czynny udział. Posiadając tą wiedzę trenerzy mogą ją wykorzystać w dopasowaniu profilu bioenergetycznego treningu sportowca do specyfiki dyscypliny sportowej jaką uprawia.
Bibliografia:
- „Theory and Methodology of training” Tudor O. Bompa G. Gregory Haff
- Brooks GA, Fahey TD. 1985. Exercise Physiology – Human Bioenergetics and its applications. Macmillan Publishing Company
- Brooks, GA, Fahey, TD, and Baldwin, KM. Exercise Physiology: Human Bioenergetics and its Applications. New York: McGraw-Hill, 2005
- Carretelli, P, Ambrosoli G and Fumagalli, M. Anaerobic recovery in man. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1975
- Constable, SH, Favier RJ, McLane, JA, Fell, RD, Chen M and Holloszy JO. Energy metabolism in contracting rat skeletal muscle: Adaptation to exercise training. Am J Physiol 1987
- Davis JA, Frank MH, Whipp BJ and Wasserman K. Anaerobic threshold alterations caused by endurance training in middle-agen men. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1979
