Procesy energetyczne w wysiłkach o rożnej intensywności i czasie trwania - Testosterone Wiedza

Kategorie

Najczęściej czytane

Procesy energetyczne w wysiłkach o rożnej intensywności i czasie trwania

Wykonanie jakiegokolwiek ruchu czy pracy wymaga od człowieka wykorzystania energii. Głównym jego nośnikiem w ludzkim ciele jest adenozynotrójfosforan, stanowiący nukleotyd zbudowany z adeniny, rybozy i trójfosforanu. W mięśniach zmagazynowanych jest około 20-25 mmoli ATP na kilogram suchej masy mięśniowej (mmol • kg d.m.-1). Rozpad jednej cząsteczki ATP w celu uwolnienia energii nazywany jest hydrolizą. Wysoce istotne jest, poznać procesy zachodzące przy wysiłkach o różnym charakterze, żeby móc je efektywnie zaplanować.

 

Podział procesów energetycznych

Istnieją trzy podstawowe sposoby odtwarzania składów ATP. Rozpoczynają one swoją pracę jednocześnie z rozpoczęciem wysiłku, ale ich rola w resyntezie ATP zależy od intensywności i czasu trwania ćwiczeń.

  • anaerobowe (beztlenowe) z przewaga udziału procesów beztlenowych; są to wysiłki krótkotrwałe, trwające nie dłużej niż 30″ o dużej intensywności, np. Sprint. Wykorzystują Adenozynotrójfosforan (ATP);
  • aerobowe (tlenowe) z przeważającym udziałem procesów tlenowych; są to wysiłki długotrwałe, angażujące duże masy mięśniowe, np. biegi długodystansowe;
  • mieszane, gdzie energia czerpana jest zarówno z procesów tlenowych jak i beztlenowych, np. koszykówka.

B-balance – kompleks witamin z grupy B wspierające procesy energetyczne w organizmie

Anaerobowe

Pierwszym zachodzącym procesem podczas wysiłku fizycznego jest kinaza kreatynowa. Zachodzi, podczas wysiłków o bardzo krótkim czasie trwania (poniżej 6 sekund) o wysokiej intensywności (wszystkie wysiłki eksplozywne – skoki, sprinty). W komórkach, prócz ATP, znajduje się także fosfokreatyna (PCr) zmagazynowana w tkance mięśniowej będąca głównym i jedynym substratem energetycznym do resyntezy ATP podczas pierwszych 10 sekund wysiłku o maksymalnej intensywności. Pod wpływem kinazy kreatynowej (CK) cząsteczki fosfokreatyny rozbijają się na kreatynę oraz fosforan, umożliwiając przemianę adenozynodwufosforanu (ADP) na ATP za sprawą cząsteczki fosforanu. Reakcja ta dostarcza energię w bardzo krótkim czasie. Podczas wysiłku o wysokiej intensywności, który potrzebuje dużych zasobów energii, fosfokreatyna w mięśniach szybko się wyczerpuje – organizm nie może kontynuować wysiłku z taką samą intensywnością, więc wysiłek w tej strefie może trwać zaledwie kilka sekund.

 

Glikoliza beztlenowa zachodzi podczas wysiłków pośrednich (od 20 sekund – 2minut) o wysokiej intensywności. Produkcja energii polega na łańcuchu reakcji prowadzącym do przekształcenia monosacharydu (glukozy) z krwi w pirogronian. Produkując w ten sposób ATP, organizm wytwarza także kwas mlekowy, który składa się z mleczanu oraz jonów wodorowych. Ten pierwszy, mleczan, może być ponownie użyty przez wątrobę lub nerki w procesie glukoneogenezy, natomiast jony wodorowe (H+) powodują ból mięśni i obniżenie ich wydajności. Stąd w pewnym momencie organizm nie jest w stanie kontynuować wysiłku z tą samą (dużą) intensywnością. Po zakończonym wysiłku kwas mlekowy z mięśni jest metabolizowany w ciągu 1-2 godzin. Podrażnia on zakończenia nerwowe i powstaje w ten sposób opóźniona bolesność mięśniowa DOMS – ang. delayed onset muscle soreness) połączona z mikrourazami włókien mięśniowych (potocznie, lub nieprawidłowo zwana zakwasami). Mleczan powstający w mięśniach szkieletowych, jest transportowany poprzez krew do wątroby (oraz nerek) i wykorzystywany w procesie glukoneogenezy do syntezy glukozy. Zachodzi w procesach metabolicznych będących cyklem kwasu mlekowego lub cyklem Corich. Następnie glukoza z krwią dostaje się do tkanek i jest ponownie wykorzystywana, np. w procesie glikolizy.

 

Wsparcie procesów anaerobowych – kreatyna

 

Procesy tlenowe

Przemiana tlenowa pozwala na długotrwałe kontynuowanie wysiłku fizycznego o niskiej i umiarkowanej  intensywności. Przyjmuje się, że wysiłki długotrwałe to te, których czas trwania mierzony jest w minutach i godzinach. Do resyntezy ATP w tej strefie organizm potrzebuje udziału tlenu, przez co zachodzi nie tylko w cytoplazmie, ale i w mitochondriach.

Wraz z wydłużaniem się czasu trwania wysiłku rośnie znaczenie glikogenu i wolnych kwasów tłuszczowych (FFA – ang. free fatty acids) w resyntezie ATP. Zapasy trójglicerydów zgromadzone w organizmie są tak duże, że ich ubytek w całodniowej pracy jest znikomy, a ich wyczerpanie nawet w kilkanaście godzin jest praktycznie niemożliwe. Fosforylacja oksydacyjna, oparta na β-oksydacji kwasów tłuszczowych i glikolizie tlenowej, są uwarunkowane dostępnością substratów i stężeniem tlenu w komórkach mięśniowych. Utlenianiu podlega pirogronian, wolne kwasy tłuszczowe (WKT) i ketokwasy oraz aminokwasy, biorące udział w cyklu Krebsa, w którym następuje sukcesywnie odłączanie elektronów od cząsteczek.

Podczas intensywnego, narastającego wysiłku fizycznego, dostarczanie tlenu do komórek mięśniowych jest niewystarczające. Dochodzi wówczas do dysocjacji mioglobiny, która uwalnia związany z nią tlen. Dostarczenie tlenu jest niewielkie w stosunku do zapotrzebowania podczas pracy  – energia pozyskiwana jest w procesie glikolizy beztlenowej oraz z hydrolizy fosfokreatyny. Glikoliza w warunkach tlenowych przebiega do pirogronianu. Pirogronian jest wprowadzany do cyklu kwasów tójkarboksylowych przy udziale acetylo-CoA. Glikoliza w warunkach tlenowych jest znacznie wydajniejsza energetycznie od glikolizy beztlenowej. W warunkach tlenowych glikoliza przebiega również przez cykl pentozowy. Ostatecznymi produktami tego procesu są dwutlenek węgla i woda. Dodatkowo w tej strefie, w wypadku niewystarczających zasobów węglowodanów lub tłuszczy, używane mogą być także proteiny (białka). Ich udział jest jednak minimalny. Pomiędzy tymi strefami możemy także wyróżnić strefy mieszane, czyli takie, w których dochodzi do przejścia między dwoma sposobami resyntezy ATP.

Wsparcie wytrzymałości tlenowej organizmu – B-alanina

Zakresy intensywności

Są ściśle związane z procesami energetycznymi – pozwalają lepiej je zrozumieć i dobrać pod proces treningowy. W obszarze energetycznym wyróżniono pięć zakresów intensywności. Podzielono je ze względu na: zachodzące procesy energetyczne, częstotliwość skurczów serca, czas trwania wysiłku o danej intensywności. Ze względu na metabolizm wyróżniono także szóstą strefę, w której zachodzą przemiany anabolicznych, czyli ćwiczenia kształtujące siłę mięśniową. Przedstawię Wam podział opracowany przez Sozańskiego i Śledziewskiego:

 

Zakres 1 – ćwiczenia wykonywane z intensywnością bardzo małą i małą, HR nie przekracza 130- 140 uderzeń/minutę, oddziaływanie o charakterze podtrzymującym;

Zakres 2 – do 3 godzin i więcej w pracy ciągłej, strefa przemian tlenowych, ćwiczenia charakteryzujące się intensywnością umiarkowaną i dużą, HR 160-180 uderzeń/minutę. Czas trwania wysiłków pojedynczych powyżej 300 sekund;

Zakres 3 – strefa przemian o charakterze mieszanym (tlenowo-beztlenowym), praca z intensywnością dużą i submaksymalną, HR po zakończeniu wysiłku dochodzi do wartości powyżej 180 uderzeń/minutę. Czas trwania wysiłku pojedynczego do 300 sekund.

Zakres 4 – strefa przemian o charakterze beztlenowym kwasomlekowym, wysiłek wykonywany z intensywnością submaksymalną i zbliżoną do maksymalnej; HR bezpośrednio po zakończonym wysiłku dochodzi do wartości powyżej 190 uderzeń/minutę. Czas trwania pojedynczej aktywności to 20-120 sekund.

Zakres 5 – strefa przemian o charakterze beztlenowym niekwasomlekowym, ćwiczenia z intensywnością zbliżoną do maksymalnej oraz maksymalną; wartość tętna po zakończonym wysiłku osiąga 130-180 uderzeń/minutę. Czas trwania pojedynczych wysiłków nie przekracza 20 sekund.

Zakres 6 – ćwiczenia nasilające przemiany anaboliczne.

 

Należy pamiętać, że w żadnym procesie nie występuje tylko jeden rodzaj przemian energetycznych, a zmienia się jedynie ich procentowy udział.

Żeby wykorzystać znajomość procesów energetycznych w treningu, celem kształtowania danej cechy, należy rozpoznać, jakie procesy zachodzą w danej dyscyplinie. Analizując czas trwania i intensywność wysiłku startowego, dotrzemy do informacji, w jakim zakresie intensywności wykonywana jest praca i jakie należy dobrać metody treningowe.

 

Źródła:

  1. W. Traczyk, Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 2007
  2. L. Stryer, Biochemia, PWN, 1997
  3. K. Murray, D.K. Granner, P.A. Mayes, V.W. Rodwell, Biochemia Harpera, Wydawnictwo Lekarskie, 1996
  4. P. Orzechowski, Wiedza dla Maratończyka, Biochemia Wysiłku Fizycznego, 26.09.2010
  5. H. Sozański, Podstawy teorii i technologii treningu sportowego, AWF Warszawa
  6. J. Górski, Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego, Wydawnictwo Lekarskie PZWL

 

 

Magister AWF Sportu spec. Przygotowania Motorycznego, od 2018 roku trener przygotowania motorycznego, od dziecka związana z sportami walki, trener II klasy Kickboxingu, zawodniczka i trener Trójboju Siłowego. W pracy stawiam na sprawdzone podstawy, nie instagramowy poklask. Trening ma być skuteczny - nie szkodliwy.

    Dodaj swój komentarz

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.*