SYSTEMY ENERGETYCZNE NIE SĄ TYLKO DLA ZAWODNIKÓW
Może słyszałeś termin „systemy energetyczne” wspomniany na siłowni, podczas ćwiczeń – lub być może ćwiczeń twoich dzieci – w artykułach fitness lub innych publikacjach dotyczących zdrowia. Jest to złożony termin, który jest często przywoływany i jest prawdopodobnie jedną z najbardziej mylących i niezrozumiałych rzeczy na temat wydajności człowieka. I jeśli nie słyszałeś terminu „systemy energetyczne”, to przynajmniej na pewno słyszałeś termin „kwas mlekowy”. Jeśli ktoś kiedykolwiek powiedział ci, że „twoje mięśnie są obolałe od kwasu mlekowego, który wytworzyłeś podczas treningu”, to miałeś do czynienia z mitami z pierwszej ręki (więcej na ten temat później).
Systemy energetyczne mogą brzmieć jak coś, o czym powinni myśleć tylko poważni sportowcy, ponieważ są one związane z wydajnością. Ale jeśli jesteś człowiekiem, to wydajność twoich komórek ma znaczenie, ponieważ wpływa na jakość twojego życia, zdrowie i długowieczność. Systemy energetyczne wpływają na zdrowie Twoich mitochondriów, układu oddechowego, układu krążenia i wzrost mięśni – wszystkie te czynniki wpływają na poprawę ogólnego samopoczucia. Mitochondria, generatory komórkowe odpowiedzialne za syntezę energii w organizmie, mają kluczowe znaczenie dla długowieczności. W rzeczywistości pogorszenie zdrowia mitochondriów przyspiesza starzenie się i zwiększa śmiertelność. Dysfunkcja mitochondriów została powiązana z szeregiem chorób zwyrodnieniowych, począwszy od cukrzycy po zaburzenia neurologiczne, a nawet choroby serca. Zasadniczo, nie możemy sobie pozwolić na to, aby nie dbać o nasze systemy energetyczne, zdrowie i produkcję komórkową, masę mięśniową i wytrzymałość. A sposobem na dbanie o te systemy jest regularne wykonywanie ćwiczeń fizycznych i kondycyjnych, dzięki którym systemy te będą pracować. Wielokrotne dostarczanie bodźców do tych ścieżek zmusi je do pozytywnej adaptacji. Podnoszenie ciężarów, trening interwałowy, trening wydolności serca i popychanie się do miejsc, które są fizycznie niewygodne, będzie stymulować nowy wzrost i możliwości Twojego ciała. A to ma znaczenie dla każdego – niezależnie od tego, czy jesteś hokeistą z pierwszej ligi, czy rodzicem hokeisty z pierwszej ligi.
Systemy energetyczne to ścieżki chemiczne, które radzą sobie z produkcją energii i produktami pracy fizycznej. Używam słowa „radzą sobie” nie bez powodu. Nie chcę powiedzieć, że „tworzą energię”, ponieważ energia nigdy nie jest tworzona ani niszczona – jest przenoszona. Nie chcę też sugerować, że te systemy energetyczne istnieją wyłącznie po to, by dać nam możliwość poruszania się – ich istnienie jest wielozadaniowe. Muszą one uwalniać zmagazynowaną energię z molekuł, aby zasilać pracę komórek, ale muszą również radzić sobie z produktami ubocznymi tych reakcji chemicznych. Tak więc, ogólnie rzecz biorąc, radzą sobie z potrzebami ruchu i produktami ubocznymi (jak ciepło), aby zapewnić moc i strategie odstraszania przed zagrożeniami (przegrzanie jest niebezpieczne).
Energia do pracy komórkowej pochodzi z cząsteczki ATP, czyli trójfosforanu adenozyny. Trzy fosforany dołączone do cukru na cząsteczce można myśleć jak sprężyny, które są uwalniane w celu dostarczenia darmowej energii. W wyniku rozszczepienia tych wiązań powstają produkty uboczne, takie jak woda, wodór i ciepło, a także energia, która może być wykorzystywana do napędzania kolejnych reakcji. Pod tym względem ATP służy zarówno jako odbiornik, jak i dawca energii, ponieważ może być degradowane i resyntetyzowane. Wszystkie systemy energetyczne pracują nad wytworzeniem ATP lub cząsteczek, które będą napędzać produkcję ATP, a także zajmują się wodorem i ciepłem, które powstają w wyniku tych mechanizmów.
Istnieją trzy systemy energetyczne: system energii natychmiastowej, system glikolityczny i system oksydacyjny. Wszystkie trzy systemy działają jednocześnie w pewnym stopniu, ale części systemu stają się dominujące w zależności od potrzeb organizmu.
Natychmiastowy system energetyczny radzi sobie z wymaganiami, które wymagają wybuchowej, szybkiej reakcji – takiej jak one-rep max szybkiego i ciężkiego podnoszenia ciężarów.
System glikolityczny radzi sobie z wymaganiami, które wymagają stosunkowo wysokiej produkcji energii w stosunkowo krótkim czasie, jak np. sprint po lodzie w meczu hokejowym.
System oksydacyjny radzi sobie z pracą o niższej wydajności przez dłuższy czas, np. w wyścigu drogowym.
System Natychmiastowej Energii
System Natychmiastowej Energii w mięśniach szkieletowych wykorzystuje kilka zintegrowanych reakcji chemicznych, aby wyzwolić energię dla pracy komórkowej w wybuchowej, szybkiej sekwencji, ale następnie szybko złożyć ATP z powrotem. Nie wymaga on tlenu (anaerobowy) i nie wytwarza mleczanu (jak w przypadku glikolizy). Zamiast tego, system ten angażuje ATP i fosforan kreatyny, które są przechowywane we włóknach mięśniowych. Poprzez kilka etapów enzymatycznych, system uwalnia energię z ATP, a następnie resyntetyzuje ją przy użyciu fosforanu kreatyny w celu wytworzenia ATP i kreatyny. Całkowita pojemność tego szlaku jest dość ograniczona, tak że podczas ćwiczeń o charakterze eksplozywnym, pozyskiwanie energii z tego systemu może trwać do momentu, gdy zapasy fosforanu kreatyny zostaną w większości wyczerpane, co może nastąpić w ciągu około dziesięciu sekund. Czynnik ograniczający tempo pracy tego systemu jest częściowo zależny od fosforanu kreatyny, dlatego sportowcy często suplementują kreatynę.
System glikolityczny
Glikoliza to szlak, który rozdziela węglowodany (glukozę lub zmagazynowany glikogen) w celu wytworzenia ATP do zasilania pracy komórkowej. Tylko węglowodany mogą być użyte jako substraty dla tego szlaku. System ten funkcjonuje podczas krótkotrwałych ćwiczeń o wysokiej intensywności. Prawdopodobnie słyszałeś termin „kwas mlekowy” w odniesieniu do bolesności mięśni lub zmęczenia – jednak obie te powszechne uwagi są niedokładne. Kwas mlekowy nie istnieje w ludzkim organizmie, istnieje za to mleczan. A mleczan nie powoduje bolesności mięśni. W rzeczywistości jest on dość skutecznie odprowadzany z powrotem do wątroby.
Produktem glikolizy jest pirogronian i to właśnie w tym przypadku system glikolityczny może być alaktyczny lub mlekowy. Oznacza to, że w sytuacjach, w których produkty glikolizy (cząsteczki pirogronianu) przekraczają tempo, w którym mogą zostać przetransportowane do cyklu kwasu cytrynowego (następna faza systemów energetycznych), organizm będzie wiązał wodór z każdą cząsteczką pirogronianu, tworząc mleczan, który następnie zostanie przetransportowany z powrotem na początek glikolizy, aby zostać ponownie wykorzystany. Produkcja mleczanu jest zatem zarówno mechanizmem radzenia sobie (radzenie sobie z nadmiarem wodoru), jak i sposobem na tworzenie ATP w sytuacjach, gdy wolniejszy, bardziej wydajny system nie może pracować, a wymagania organizmu są zbyt intensywne.
System oksydacyjny
System oksydacyjny wysuwa się na pierwszy plan podczas ćwiczeń o niższej intensywności, podczas których zapotrzebowanie na ATP może być zaspokojone niemal bez końca, ale tempo produkcji nie jest tak szybkie jak w przypadku glikolizy. W przeciwieństwie do glikolizy, ten system jest tlenowy i może być zasilany nie tylko glukozą i glikogenem, ale także kwasami tłuszczowymi.
Ten system energetyczny jest dość głęboki, a biorąc pod uwagę, że dostępne są odpowiednie substraty – czyli zjadłeś wystarczająco dużo – produkcja ATP może trwać przez długi czas. System oksydacyjny jest zasilany przez tak zwane „wysokoenergetyczne nośniki elektronów”, czyli cząsteczki, które wiążą się z wodorem (redukcja zagrożenia), a następnie tworzą gradient wodoru wewnątrz wewnętrznych błon mitochondrialnych, aby zasilić łańcuch transportu elektronów, który ostatecznie dostarcza energii do resyntezy dużej ilości ATP. Ze wszystkich systemów, ten jest najbardziej wydajny w radzeniu sobie z wodorem i regeneracji ATP.
Systemy energetyczne a Twoje ciało
Te ścieżki radzenia sobie i napędzania pracy mają niesamowity wpływ na ludzką wydajność, zdrowie i długowieczność. Włókna mięśniowe zmieniają się i adaptują w miarę, jak nowe bodźce są na nie wielokrotnie nakładane, a niektóre z ich cech zmieniają się w zależności od tego, jaki jest to bodziec. Jeśli trenujesz do biegu długodystansowego, Twoje włókna mięśniowe typu I rozwiną większą gęstość mitochondriów, aby zasilić silniejszy system oksydacyjny. Jeśli wykonujesz ciężkie, eksplozywne podnoszenie ciężarów, Twoje mięśnie zmagazynują więcej glikogenu i kreatyny (jeśli odżywiasz się prawidłowo), aby zasilić nowe wymagania, które muszą zostać spełnione. A jeśli wykonujesz krótkie sprinty, aby popracować nad adaptacją glikolityczną, możesz zwiększyć tempo skurczu włókien mięśniowych typu IIa, aby napędzić zmianę prędkości w grze w hokeja.
Zdrowie mitochondrialne, zdrowie komórkowe, zdrowie mięśni i wiele innych aspektów naszego samopoczucia zależy od wykorzystania naszych systemów energetycznych. Rozumiejąc, czym one są, możemy pracować na siłowni i w kuchni, aby optymalnie trenować i zasilać te starożytne ścieżki, które sprawiają, że nasze ciała są tak adaptacyjne i plastyczne. Czyniąc to, zwiększamy zdolność naszych ciał do wykonywania i rozwijania się przez dłuższy czas.
SYSTEMY ENERGETYCZNE NIE SĄ TYLKO DLA ZAWODNIKÓW
Może słyszałeś termin „systemy energetyczne” wspomniany na siłowni, podczas ćwiczeń – lub być może ćwiczeń twoich dzieci – w artykułach fitness lub innych poradnikach zdrowotnych. Jest to złożony termin, który jest często przywoływany i jest prawdopodobnie jedną z najbardziej mylących i niezrozumiałych rzeczy na temat wydajności człowieka. I jeśli nie słyszałeś terminu „systemy energetyczne”, to przynajmniej na pewno słyszałeś termin „kwas mlekowy”. Jeśli ktoś kiedykolwiek powiedział ci, że „twoje mięśnie są obolałe od kwasu mlekowego, który wytworzyłeś podczas treningu”, to miałeś do czynienia z mitami z pierwszej ręki (więcej na ten temat później).
Systemy energetyczne mogą brzmieć jak coś, o czym powinni myśleć tylko poważni sportowcy, ponieważ są one związane z wydajnością. Ale jeśli jesteś człowiekiem, to wydajność twoich komórek ma znaczenie, ponieważ wpływa na jakość twojego życia, zdrowie i długowieczność. Systemy energetyczne wpływają na zdrowie Twoich mitochondriów, układu oddechowego, układu krążenia i wzrost mięśni – wszystkie te czynniki wpływają na poprawę ogólnego samopoczucia. Mitochondria, generatory komórkowe odpowiedzialne za syntezę energii w organizmie, mają kluczowe znaczenie dla długowieczności. W rzeczywistości pogorszenie zdrowia mitochondriów przyspiesza starzenie się i zwiększa śmiertelność. Dysfunkcja mitochondriów została powiązana z szeregiem chorób zwyrodnieniowych, począwszy od cukrzycy po zaburzenia neurologiczne, a nawet choroby serca. Zasadniczo, nie możemy sobie pozwolić na to, aby nie dbać o nasze systemy energetyczne, zdrowie i produkcję komórkową, masę mięśniową i wytrzymałość. A sposobem na dbanie o te systemy jest regularne wykonywanie ćwiczeń fizycznych i kondycyjnych, dzięki którym systemy te będą pracować. Wielokrotne dostarczanie bodźców do tych ścieżek zmusi je do pozytywnej adaptacji. Podnoszenie ciężarów, trening interwałowy, trening wydolności serca i popychanie się do miejsc, które są fizycznie niewygodne, będzie stymulować nowy wzrost i możliwości Twojego ciała. A to ma znaczenie dla każdego – niezależnie od tego, czy jesteś hokeistą z pierwszej ligi, czy rodzicem hokeisty z pierwszej ligi.
Systemy energetyczne to ścieżki chemiczne, które radzą sobie z produkcją energii i produktami pracy fizycznej. Używam słowa „radzą sobie” nie bez powodu. Nie chcę powiedzieć, że „tworzą energię”, ponieważ energia nigdy nie jest tworzona ani niszczona – jest przenoszona. Nie chcę też sugerować, że te systemy energetyczne istnieją wyłącznie po to, by dać nam możliwość poruszania się – ich istnienie jest wielozadaniowe. Muszą one uwalniać zmagazynowaną energię z molekuł, aby zasilać pracę komórek, ale muszą również radzić sobie z produktami ubocznymi tych reakcji chemicznych. Tak więc, ogólnie rzecz biorąc, radzą sobie z potrzebami ruchu i produktami ubocznymi (jak ciepło), aby zapewnić moc i strategie odstraszania przed zagrożeniami (przegrzanie jest niebezpieczne).
Energia do pracy komórkowej pochodzi z cząsteczki ATP, czyli trójfosforanu adenozyny. Trzy fosforany dołączone do cukru na cząsteczce można myśleć jak sprężyny, które są uwalniane w celu dostarczenia darmowej energii. W wyniku rozszczepienia tych wiązań powstają produkty uboczne, takie jak woda, wodór i ciepło, a także energia, która może być wykorzystywana do napędzania kolejnych reakcji. Pod tym względem ATP służy zarówno jako odbiornik, jak i dawca energii, ponieważ może być degradowane i resyntetyzowane. Wszystkie systemy energetyczne pracują nad wytworzeniem ATP lub cząsteczek, które będą napędzać produkcję ATP, a także zajmują się wodorem i ciepłem, które powstają w wyniku tych mechanizmów.
Istnieją trzy systemy energetyczne: system energii natychmiastowej, system glikolityczny i system oksydacyjny. Wszystkie trzy systemy działają jednocześnie w pewnym stopniu, ale części systemu stają się dominujące w zależności od potrzeb organizmu.
Natychmiastowy system energetyczny radzi sobie z wymaganiami, które wymagają wybuchowej, szybkiej reakcji – takiej jak jedno powtórzenie max szybkiego i ciężkiego podnoszenia ciężarów.
System glikolityczny radzi sobie z wymaganiami, które wymagają stosunkowo wysokiej produkcji energii w stosunkowo krótkim czasie, jak np. sprint po lodzie w meczu hokejowym.
System oksydacyjny radzi sobie z pracą o niższej wydajności przez dłuższy czas, np. w wyścigu drogowym.
System Natychmiastowej Energii
System Natychmiastowej Energii w mięśniach szkieletowych wykorzystuje kilka zintegrowanych reakcji chemicznych, aby wyzwolić energię dla pracy komórkowej w wybuchowej, szybkiej sekwencji, ale następnie szybko złożyć ATP z powrotem. Nie wymaga on tlenu (anaerobowy) i nie wytwarza mleczanu (jak w przypadku glikolizy). Zamiast tego, system ten angażuje ATP i fosforan kreatyny, które są przechowywane we włóknach mięśniowych. Poprzez kilka etapów enzymatycznych, system uwalnia energię z ATP, a następnie resyntetyzuje ją przy użyciu fosforanu kreatyny w celu wytworzenia ATP i kreatyny. Całkowita pojemność tego szlaku jest dość ograniczona, tak że podczas ćwiczeń o charakterze eksplozywnym, pozyskiwanie energii z tego systemu może trwać do momentu, gdy zapasy fosforanu kreatyny zostaną w większości wyczerpane, co może nastąpić w ciągu około dziesięciu sekund. Czynnik ograniczający tempo pracy tego systemu jest częściowo zależny od fosforanu kreatyny, dlatego sportowcy często suplementują kreatynę.
System glikolityczny
Glikoliza to szlak, który rozdziela węglowodany (glukozę lub zmagazynowany glikogen) w celu wytworzenia ATP do zasilania pracy komórek. Tylko węglowodany mogą być użyte jako substraty dla tego szlaku. System ten funkcjonuje podczas krótkotrwałych ćwiczeń o wysokiej intensywności. Prawdopodobnie słyszałeś termin „kwas mlekowy” w odniesieniu do bolesności mięśni lub zmęczenia – jednak obie te powszechne uwagi są niedokładne. Kwas mlekowy nie istnieje w ludzkim organizmie, istnieje za to mleczan. A mleczan nie powoduje bolesności mięśni. W rzeczywistości jest on dość skutecznie odprowadzany z powrotem do wątroby.
Produktem glikolizy jest pirogronian i to właśnie w tym przypadku system glikolityczny może być alaktyczny lub mlekowy. Oznacza to, że w sytuacjach, w których produkty glikolizy (cząsteczki pirogronianu) przekraczają tempo, w którym mogą zostać przetransportowane do cyklu kwasu cytrynowego (następna faza systemów energetycznych), organizm będzie wiązał wodór z każdą cząsteczką pirogronianu, tworząc mleczan, który następnie zostanie przetransportowany z powrotem na początek glikolizy, aby zostać ponownie wykorzystany. Produkcja mleczanu jest zatem zarówno mechanizmem radzenia sobie (radzenie sobie z nadmiarem wodoru), jak i sposobem na tworzenie ATP w sytuacjach, gdy wolniejszy, bardziej wydajny system nie może pracować, a wymagania organizmu są zbyt intensywne.
System oksydacyjny
System oksydacyjny wysuwa się na pierwszy plan podczas ćwiczeń o niższej intensywności, podczas których zapotrzebowanie na ATP może być zaspokojone niemal bez końca, ale tempo produkcji nie jest tak szybkie jak w przypadku glikolizy. W przeciwieństwie do glikolizy, ten system jest tlenowy i może być zasilany nie tylko glukozą i glikogenem, ale także kwasami tłuszczowymi.
Ten system energetyczny jest dość głęboki, a biorąc pod uwagę, że dostępne są odpowiednie substraty – czyli zjadłeś wystarczająco dużo – produkcja ATP może trwać przez długi czas. System oksydacyjny jest zasilany przez tak zwane „wysokoenergetyczne nośniki elektronów”, czyli cząsteczki, które wiążą się z wodorem (redukcja zagrożenia), a następnie tworzą gradient wodoru wewnątrz wewnętrznych błon mitochondrialnych, aby zasilić łańcuch transportu elektronów, który ostatecznie dostarcza energii do resyntezy dużej ilości ATP. Ze wszystkich systemów, ten jest najbardziej wydajny w radzeniu sobie z wodorem i regeneracji ATP.
Systemy energetyczne a Twoje ciało
Te ścieżki radzenia sobie i napędzania pracy mają niesamowity wpływ na ludzką wydajność, zdrowie i długowieczność. Włókna mięśniowe zmieniają się i adaptują w miarę, jak nowe bodźce są na nie wielokrotnie nakładane, a niektóre z ich cech zmieniają się w zależności od tego, jaki jest to bodziec. Jeśli trenujesz do biegu długodystansowego, Twoje włókna mięśniowe typu I rozwiną większą gęstość mitochondriów, aby zasilić silniejszy system oksydacyjny. Jeśli wykonujesz ciężkie, eksplozywne podnoszenie ciężarów, Twoje mięśnie zmagazynują więcej glikogenu i kreatyny (jeśli odżywiasz się prawidłowo), aby zasilić nowe wymagania, które muszą zostać spełnione. A jeśli wykonujesz krótkie sprinty, by pracować nad adaptacją glikolityczną, możesz zwiększyć tempo skurczu włókien mięśniowych typu IIa, by zasilić zmianę prędkości w grze w hokeja.
Zdrowie mitochondrialne, zdrowie komórkowe, zdrowie mięśni i tak wiele innych aspektów naszego dobrego samopoczucia zależy od wykorzystania naszych systemów energetycznych. Rozumiejąc, czym one są, możemy pracować na siłowni i w kuchni, aby optymalnie trenować i zasilać te starożytne ścieżki, które sprawiają, że nasze ciała są tak adaptacyjne i plastyczne. W ten sposób zwiększamy zdolność naszych ciał do wykonywania i rozwijania się przez dłuższe okresy czasu.