ENERGIJA ZA MISICNU AKTIVNOST

Energija za mišićnu aktivnost koja se oslobađa oksidacijom ugljenih hidrata ili masti koristi se za sintezu adenozin trifosfata (ATP) iz kog može direktno da se koristi za sve ćelijske funkcije.

Za sve ćelijske aktivnosti potrebna je energija. Energija je sposobnost tela da vrši rad.

Energija se iz jednog oblika transformiše u drugi što je princip očuvanja energije.

- Pontencijalna je energija položaja (npr. energija u hemijskim vezama, hranljive materije).

- Kinetička energija je manifestna energija. Kada se potencijalana energija oslobodi transformiše se u
manifestnu, kinetičku energiju ili drugi energetski oblik.

Nikada se ni jedan energetski oblik ne može 100% transformisati u drugi, jedan deo se pretvara u toplotu koja napušta sistem.

Procesi pri kojima se oslobađa energija su egzergonički, dok su procesi pri kojima se deponuje energija endergonički.

Osnovni oblik energije u organizmu čoveka je:
-hemijska energija (deponovana u hemijskim vezama hranljivih materija) koja se može pretvoriti u mehaničku energiju (koriste je mišići i drugi kontaktilini elementi koji obavljaju kretanje),
-bioelektričnu energiju (koristi je nervni sistem)
-transportnu energiju, rad žlezda i dr.

Nakog fosfagena, energetski najbrži izvor je grožđani šecer, glukoza koja je u mišićnim vlaknima deponovan u vidu glikogenskih stubića. Glikogen se razlaže kroz niz hemijskih reakcija označenih jednim imenom kao glikoliza.

Fiziologija mišićne aktivnosti razlikuje dva oblika glikolize: anaerobni — prvu fazu ovog procesa, a odvija se bez dovoljnog prisustva O2 i aerobnu koja podrazutneva potpunu razgradnju
glikogena do ugljendioksida i vode uz oslobađanje velike količine energije.

Glikoliza bez obzira da li se odvija u oksidativnim uslovima ili uz kiseonički deficit počinje anaerobnom fazom.

Ukoliko je intezitet rada takav da omogućava brzo dopremanje
O2 do mitohondrija mišićnih vlakana razgradnja glikogena se nastavlja u aerobnim uslovima stvarajući daleko veću količinu energije.

Intezitet mišićnog naprezanja dakle odiučujući je činilac prilikom angažovanja nekog energetskog sistema za resintezu ATPa.

Laktacidni sistem, međutim igra važnu ulogu na početku svakog rada, bez obzira na njegov intezitet tako da je početak svake aktivnosti propraćen kiseoničkim deficitom u
mišićnim vlaknima.

Ukoliko je rad niskog inteziteta, kiseonička potreba mišićnih
vlakana vema brzo biva zadovoljena i energija se obezbeđuje iz aerobnih izvora.

Prilikom neprekidnog dolaska O2 u mitohondrije mišićnih vlakana stvaraju se uslovi za delovanje oksidativnog (aerobnog) sistema za produkciju energije. Tokom rada koji se
odvija u aerobnim uslovima, dakle, troši se kiseonik pa se energetski kapacitet i moć oskidativnih mehanizama često i iskazuje utroškom kiseonika.

Potrošnja O2 u aktivnim mišićima proporcionala je intezitetu aerobnog rada. Pri određenom, za svakoga čoveka individulnom, opterećenju dostiže se tzv. maksimalni utrošak O2 koji se koristi za ocenu aerobne moći čoveka.

Tokom obavljanja lakog rada pri utrošku O2 manjem od
50% od maksimalnog sa približnim trajanjem od nekoliko sati veći deo energije za mišićni rad stvara se na račun oksidacije masti.

Tokom težeg (intezivnog) rada pri utrošku O2 većem od 60% od maksimalnog, značajnu energetsku ulogu imaju ugljeni hidrati.

Poznato je da nijedan rad nije „čist” u pogledu angažovanja energetskih izvora, jer gotovo uvek su u produkciji energije uključeni i anaerobni i aerobni izvori.

Na uključivanje i udeo pojedinih hranljivih materija u energetskoj produkciji utiče nekoliko faktora: intezitet rada, utreniranost, aktuelni energetski potencijal organizma.

Dakle kao izvor energije u velikom broju ćelijskih funkcija služi ATP -ADENOZINTRIFOSFAT.
To je nukleotid sastavljen od adenina, riboze i tri fosfatna radikala.

Prisutan je svuda u ćeliji i svi fizioloski mehanizmi kojima je potrebna energija dobijaju je direktno iz ATP-a.

Energija dobijena razlaganjem ATP-a koristi se za:
- sintezu i rast,
- resintezu iz glikogena iz mlečne kiseline,
- sintezu masnih kiselina,
- sintezu glikogena iz glikoze,
- sintezu holesterola i fosfolipida, hormona, lučenje žlezda,
- aktivnost nervnog sistema,
- aktivan transport,
- mišićnu kotrakciju.
Rad maksimalnog inteziteta za koji je energija obezbeđena iz razgrađenih fosfagena može da traje 5 – 10 sek. Svaki dalji rad zahteva resintezu ATP-a iz drugog izvora.

Deponovana mast u organizmu predstavlja, u odnosu na rezerve ugljenih hidrata beskonačni izvor energije. Zalihe masti deponovane u mastima iznose prosečno 378.000 - 460.000 KJ a rezerve energije deponovne u ugljenim hidratima, prosečno
iznose 8.400 KJ.

Masti, odnosno trigleceridi se prethodno razlože do glicerola i 3 molekula masnih kiselina. Masne kiseline se spajaju sa albuminima krvne plazme gradeći slobodne (neesterifikovane) masne kiseline.

Njihov promet je veliki i zahvaljujući brzom metabolizmu. Oksidacija slobodnih masnih kiselina može da
zadovolji sve energetske potrebe u telu bez učešća ugljenih hidrata i belančevina.

Molekul masne kiseline podleže procesu beta oksidacije (nužno je prisustvo kiseonika) sve dok se ceo molekul masne kiseline ne razgradi u AcKoA. Glicerol se se razgrađuje u pirogrožđanu kiselinu i tako ulazi u Krebsov ciklus.

Katabolizam masti je uslovljen katabolizmom ugljenih hidrata, jer se samo pri razgradnji ugljenih hidrata stvara (metabolicki okidac) oksalsirćetna kiselina, koja je neophodna pri razgradnji masti.

Ukoliko se sprovodi restrikcija u ishrani sa ugljenim hidratima gomilaju se nusprodukti nastali tokom beta oksidacija, stvarajući ketonska tela koja toksično deluju na organizam (npr. Šecerna bolest).

Najvažniji faktor koji reguliše oslobađanje energije je
koncentracija ADP-a. Energija dobijena razgradnjom hranljivih materija koristi se za fosforilaciju ADP u ATP.

Katabaolizam ugljenih hidrata ima izvesne prednosti u procesu
dobijanja energije za obnovu ATP. Jedino njihova potencijalna energija može se koristiti za anaerobnu sintezu ATP-a što je važno pri radovima maksimalnog inteziteta.

U lakom i umerenom radu ugljeni hidrati pokrivaju polovinu energetskih potreba.

Takođe neophodna je stalna razgradnja ugljenih hidrata kako bi se katabolizam masti nesmetano odvijao.

Amino kiseline kao najprostiji sastojci belančevina prethodno se deaminišu i pretvore u masne kiseline (ovaj proces se uglavnom odvija u jetri). Zatim se masne kiseline transformišu do AcKoA i ulaze u Krebsov ciklus.

Ako se ne unose belančevine, organizam razgrađuje jedan deo sopstvenih belančevina do amino kiselina koje dalje podležu procesu deaminacije i oksidacije. To je obavezni dnevni gubitak od 20 - 30g pa se minimalni dnevni unos u toj količini i preporučuje, ali dnevni unos belančevina bi trebalo da bude 60 - 75g.

Anaerobni rad (submaksimalnog i maksimalnog inteziteta) –

Kod anaerobnog izvora postoje dve frakcije, u zavisnosti od toga koja se supstanca koristi za stvaranje energije:

- alaktatna i
- laktatna.

U prvom slučaju, energija se dobija razgradnjom kreatin
fosfata (CP). Njegove rezerve u ćelijama su dovoljne za rad maksimalnog trajanja od 15 - 20 sek.

U drugom slučaju (laktatna frakcija), energija se dobija razgradnjom ugljenih hidrata (glikogena) do mlečne kiseline (laktata) i koristi se za rad submaksimalnog inteziteta.

Rezerve glikogena u mišićima su takve, da se njegovom
razgradnjom dobija energija za rad u trajanju od 3 - 5 minuta. Ako rad traje duže počinju da preovlađuju aerobni procesi.