Jakich systemów energetycznych używasz?
Energia jest niezbędnym warunkiem wykonania pracy fizycznej przez sportowca. Zgromadzona w organizmie, jest wykorzystywana w pracy do rozwinięcia siły za sprawą skurczu mięśnia, a tym samym – pokonania oporu i wykonania ruchu. Każdy zawodnik powinien rozumieć mechanizmy przetwarzania energii zachodzące podczas treningu (ćwiczeń) i zawodów, a dzięki temu w sposób świadomy kierować ich doskonaleniem.
SPIS TREŚCI:
1. Energia dla skurczu mięśnia
2. System fosfagenowy (system ATP-PCr)
3. System glikolityczny
4. System tlenowy
5. Współdziałanie systemów energetycznych
Indywidualne plany
dietetyczne i treningowe już od 42 zł / mies.
1. Energia dla skurczu mięśnia
Energia niezbędna do skurczu mięśnia jest uwalniana w wyniku rozerwania wiązań cząsteczki wysokoenergetycznego związku ATP (adenozynotrójfosforan). Skutkiem rozpadu ATP jest powstanie uboższego w energię adenozynodwufosforanu (ADP), nieorganicznej grupy fosforanowej i uwolnienie części energii wiązań.
Organizm pozyskuje ATP z przekształcenia pożywienia. Powstałe ilości związku są gromadzone w komórkach mięśni. Tak zmagazynowane źródło energii jest jednak ograniczone i szybko ulega zużyciu. Aby sportowiec był zdolny do aktywności fizycznej, zapasy ATP muszą być nieustannie uzupełniane. Proces odtwarzania ATP zachodzi w ustroju na drodze trzech różnych systemów energetycznych.
2. System fosfagenowy (system ATP-PCr)
System fosfagenowy obejmuje trzy podstawowe reakcje. Pierwszą jest rozpad ATP na ADP, Pi (grupa fosforanowa) i wyzwolenie energii. Zapasów ATP w mięśniach nie jest dużo i niezbędne są kolejne reakcje, które zasilą mięśnie w kolejne cząsteczki ATP.
Służy temu kolejna reakcja – resynteza ATP z ADP i fosfokreatyny (PCr). Ten ostatni związek najpierw rozpada się na grupę fosforanową i kreatynę (Cr). Pi łączy się z ADP i powstaje ATP. Aby w ten sposób zasilać mięśnie, organizm musi zużywać fosfokreatynę.
Po zaledwie 5 sekundach intensywnego ćwiczenia stężenie fosfokreatyny może obniżyć się o 50–70% w stosunku do pierwotnego poziomu. Jej zapasy są niemal całkowicie wyczerpywane w odpowiedzi na ciężkie ćwiczenia.
Największy wkład przemian fosfokreatynowych w wytwarzanie ATP ma miejsce w ciągu pierwszych 2 sekund od rozpoczęcia wysiłku. Po 10 sekundach proces ten obniża swoją wydajność o 50%, a po 30 sekundach spada niemal do zera.
Trzecią podstawową reakcją zachodzącą w ramach systemu fosfagenowego jest rozpad ADP na AMP (adenozynomonofosforan) i Pi. Powstała w ten sposób grupa fosforanowa może połączyć się z inną cząsteczką ADP
i utworzyć ATP.
System fosfagenowy (fosfageny to związki magazynujące energię w postaci wiązań fosforanowych) należy do beztlenowych systemów energetycznych. Dominuje podczas maksymalnych wysiłków fizycznych, trwających do kilku sekund. Jest wykorzystywany podczas biegu sprinterskiego na 20–100 m, wszelkiego rodzaju rzutów (rzuty młotem, dyskiem, oszczepem), w skokach (skok w dal, wzwyż, skoki do wody, gimnastyczne, narciarskie), podnoszeniu ciężarów itp. Są to krótkie intensywne wysiłki, zazwyczaj acykliczne, chociaż bieg sprinterski jest tutaj wyjątkiem.
System fosfagenowy zużywa zgromadzone w mięśniach zapasy ATP i fosfokreatynę. Przywrócenie sprawności działania tego systemu zachodzi
w wyniku odbudowy źródeł energii. Już po 30 sekundach po wysiłku system odtwarza ok. 70% ATP, a w ciągu 3–5 minut 100%.
Wolniej odtwarzana jest fosfokreatyna. Po 2 minutach proces ten osiąga 84%, po 4 minutach 89%, a całkowite przywrócenie zasobów związku trwa ok. 8 minut. Odtwarzanie fosfokreatyny następuje w wyniku procesów tlenowych. Po intensywnym wysiłku w procesie tym może mieć swój udział także system glikolityczny.
3. System glikolityczny
Glikoliza beztlenowa włącza się od razu po rozpoczęciu intensywnych ćwiczeń. Jako źródło energii ustępuje systemowi fosfagenowemu mniej więcej do 10 sekundy trwania wysiłku. Po tym czasie zaczyna dominować jako główne źródło energii. Po 30 sekundach pokrywa ok. 60% wydatkowanej energii. Po 2 minutach wysiłku jej udział spada do ok. 35–50%, a po godzinie do ok. 2%.
Energia systemu glikolitycznego pochodzi z rozpadu glukozy pochodzącej
z krwi i zapasów glikogenu mięśniowego. Początkowo większość cząsteczek ATP powstaje wskutek szybkiej glikolizy. W beztlenowych warunkach cząsteczki glukozy przekształcają się w ATP i kwas mlekowy. Ten z kolei gwałtownie przekształca się w mleczany – sól powstałą z uwolnienia z kwasu mlekowego jonów wodorowych i połączenia pozostałości związku z jonami sodowymi lub potasowymi.
Jeśli glikoliza przebiega bardzo szybko, zdolność organizmu do przekształcania kwasu mlekowego w mleczany słabnie i zaczyna gromadzić się kwas mlekowy. Proces ten prowadzi do zakwaszenia ustroju produktami kwaśnymi, zmęczenia i ostatecznie niezdolności do kontynuowania wysiłku. Gromadzenie się kwasu mlekowego obserwuje się przede wszystkim w przypadku powtarzanych cykli ćwiczeń o dużej intensywności z krótkimi okresami odpoczynku, w treningu interwałowym.
Gdy czas wysiłku zbliża się do ok. 2 minut, glikoliza przełącza się z szybkiej na wolną. Obniża się intensywność wysiłku, szybkość rozpadu glukozy
i glikogenu oraz ilość tworzonego kwasu mlekowego. Organizm zwiększa swoje możliwości buforowania kwasu mlekowego do mleczanów. Część kwasu mlekowego może zostać przekształcona w kwas pirogronowy, który trafia do mitochondriów i na drodze metabolizmu tlenowego może przejść
w ATP.
Mleczany są wychwytywane przez wątrobę i tam zostają przekształcone
w glukozę. Ta trafia z powrotem do krwiobiegu lub jest gromadzona w wątrobie jako glikogen (proces ten nazywa się glukoneogenezą). Jeśli mleczany wychwytują mięśnie szkieletowe lub mięsień sercowy, zostają przekształcone w pirogroniany i ostatecznie zostają wykorzystane w metabolizmie tlenowym.
Sprawność glikolizy uzależniona jest od wyjściowej ilości zapasów glikogenu, a tym samym odpowiedniego sposobu odżywiania się sportowca. Diety ubogie w węglowodany powodują obniżenie zapasu glikogenu w mięśniach, co ujemnie wpływa na zdolności wysiłkowe zawodnika.
Po zakończeniu treningu całkowita odbudowa zapasów glikogenu trwa
ok. 20–24 godzin. Nieodpowiednia podaż węglowodanów w pożywieniu, także nadmierne uszkodzenia mięśni w wyniku wysiłku mogą wydłużyć ten proces. Także charakter wysiłku w różnym stopniu uszczupla zapasy glikogenu.
Zadaniem sportowca jest trafne określenie czasu, w którym następuje resynteza glikogenu, i przystąpienie do kolejnego treningu z jego odpowiednim zasobem, przy umiejętnym treningu i odżywianiu, przekraczającym nawet poziom wyjściowy. Niewielkie zapasy tego związku w organizmie przed treningiem prowadzą do szybkiego zmęczenia i obniżenia intensywności ćwiczeń, zmniejszają korzyści płynące z treningu.
W celu odbudowy zapasów glikogenu, a tym samym utrzymania wydajności działania systemu glikolitycznego zaleca się sportowcom spożycie węglowodanów szczególnie w czasie pierwszych dwóch godzin po zakończeniu pracy, wykorzystanie tzw. okna węglowodanowego, okresu szybkiej restytucji glikogenu przebiegającego w 15–30 minut po wysiłku, odpowiednią podaż węglowodanów w zależności od charakteru i intensywności treningu.
System glikolityczny dominuje w intensywnych wysiłkach trwających
od 20 sekund do 2 minut – takich jak sprint na 200 m, 400 m, 800 m, sprint na łyżwach na 500 m, 1500 m, a także w większości ćwiczeń gimnastycznych, kolarstwie torowym, pływaniu na 50 m, 100 m, narciarstwie alpejskim, regatach kajakowych na 500 m, seriach ćwiczeń siłowych. Im bliżej wysiłku 2-minutowego, tym bardziej rośnie rola szlaku tlenowego w wytwarzaniu energii.
4. System tlenowy
Podobnie jak glikolityczny beztlenowy system tlenowy ma również możliwość wykorzystania glikogenu jako paliwa do produkcji ATP. Wykorzystuje go nie tylko z mięśni, także z wątroby, gdy czas wysiłku o umiarkowanej intensywności przekracza godzinę i spada stężenie glikogenu w mięśniach.
W systemie tlenowym reakcje pozyskiwania ATP zachodzą w obecności tlenu. Nie powstaje kwas mlekowy z rozpadu glukozy i glikogenu. Ponadto system ten wykorzystuje tłuszcze, a nawet białko do wytwarzania ATP. W spoczynku system tlenowy uzyskuje ok. 70% ATP z utleniania tłuszczów,
a pozostałą część z węglowodanów.
Na proporcje zużywania węglowodanów i tłuszczów przez system tlenowy mają wpływ intensywność, czas trwania ćwiczeń, poziom kondycji zawodnika, stosowana dieta. Trening o niskiej intensywności (poniżej 50% wykorzystania maksymalnego pułapu tlenowego [VO2max]) oznacza korzystanie głównie z tłuszczów jako źródła energii. Podczas ćwiczeń umiarkowanie intensywnych (50–70% VO2max) węglowodany dostarczają już około połowy zapotrzebowania energetycznego i ich udział rośnie w miarę zwiększania intensywności ćwiczeń.
System tlenowy dominuje w takich wysiłkach jak średniodystansowe i długodystansowe biegi, pływanie, łyżwiarstwo szybkie, regaty kajakowe na dystansie 1000 m i dłuższym, sporty walki, boks, zapasy oraz łyżwiarstwo figurowe, wioślarstwo, kolarstwo, biegi narciarskie, triathlon itp.
5. Współdziałanie systemów energetycznych
W produkcji ATP uczestniczą podczas wysiłku wszystkie systemy energetyczne. Dany cykl ćwiczeń wykorzystuje je w różnym stopniu. Systemy, które w sposób dominujący dostarczają energii w danej specjalności, powinny być ćwiczone z właściwym dla nich priorytetem.
Priorytety powinny być ustalone także w odniesieniu do gier zespołowych. W koszykówce ok. 11% czasu meczu stanowią akcje charakteryzujące się dużą intensywnością i trwające zwykle poniżej 20 sekund. Głównym źródłem energii dla tych wysiłków jest system fosfagenowy. Taki system przetwarzania energii powinien być kształtowany w koszykówce priorytetowo, dla zapewnienia skuteczności szybkich i dynamicznych akcji
w czasie meczu i we właściwych proporcjach z pozostałymi systemami.
Podobna sytuacja może dotyczyć futbolu amerykańskiego, w którym przeciętna akcja w grze trwa 4–6 sekund, po czym gracze mają 25–45 sekund odpoczynku. Nie oznacza to, że wszyscy przedstawiciele danej dyscypliny będą trenować tak samo. Aby wypracować przewagę konkurencyjną, niektóre drużyny czy zawodnicy różnych dyscyplin będą używać w większym lub mniejszym stopniu wybranych systemów energetycznych. Stworzony przez zawodnika czy drużynę profil wykorzystywania i sprawności działania systemów energetycznych stanowi jeden z elementów sukcesu sportowego.
