muskelfunktion
muskler bruger den lagrede kemiske energi fra mad, vi spiser, og omdanner den til varme og bevægelsesenergi (kinetisk energi). Energi er nødvendig for at muliggøre vækst og reparation af væv, for at opretholde kropstemperaturen og for at øge fysisk aktivitet. Energi kommer fra fødevarer rig på kulhydrat, protein og fedt.
energikilden, der bruges til at drive bevægelsen af sammentrækning i arbejdsmuskler, er adenosintrifosfat (ATP), kroppens biokemiske måde at opbevare og transportere energi på. ATP er et nukleotid med høj energi, der fungerer som en øjeblikkelig energikilde i cellen. Når musklerne trækker sig sammen, nedbryder de ATP i en reaktion, der giver energi. Imidlertid opbevarer muskelceller kun nok ATP til at brænde et par sekunder med maksimal sammentrækning. Når muskelsammentrækning starter, skal fremstillingen af ATP starte hurtigt.
da ATP-produktion er så vigtig, har muskelceller flere forskellige måder at gøre det på. Disse systemer arbejder sammen i faser. De tre biokemiske systemer til fremstilling af ATP er i orden:
- brug af kreatinphosphat
- brug af glykogen (anaerob glykolyse)
- brug af aerob respiration (aerob glycolyse lipolyse)
brug af kreatinphosphat
for at fortsætte med at arbejde skal muskelceller genopfylde deres ATP-forsyning. Alle muskelceller indeholder en højenergiforbindelse, kreatinphosphat, som hurtigt nedbrydes for at fremstille ATP. Fordi lagre af kreatinphosphat også er begrænsede, kan dette energisystem kun opretholde maksimal muskeludgang i cirka 10 sekunder. Fosfagen-systemet er den primære energikilde under meget korte, hurtige udbrud af aktivitet, såsom sprints.
brug af glykogen (anaerob glykolyse)
for at opretholde træning i mere end 10 sekunder skal musklerne nedbryde brændstofkilder såsom kulhydrater og fedt for at give energien til at syntetisere ATP igen. Kulhydratmetabolisme er hurtigere end fedtstofskifte. Derfor giver kulhydrater en høj procentdel af energien under træning med meget høj intensitet. Fordi kulhydrater kan metaboliseres anaerobt uden ilt, bliver de en vital energikilde, når iltforsyningen til muskler ikke kan følge med efterspørgslen.
nedbrydningen af kulhydrater for at give energi uden ilt kaldes anaerob glykolyse. Denne proces frigiver energi meget hurtigt og vil producere nok energi til at vare omkring 90 sekunder. Det er vigtigt, at der ikke kræves ilt, fordi det tager hjertet og lungerne nogen tid at få øget iltforsyning til musklerne. Glukose og lagrede kulhydrater i form af glykogen i muskelceller nedbrydes gennem en række reaktioner for at danne en forbindelse kaldet pyruvat. Denne proces giver to til tre molekyler af ATP for hvert molekyle af glucose. Et biprodukt af at gøre ATP uden ilt er mælkesyre, som kan ophobes i dine muskler under hurtig motion forårsager træthed og ømhed.
brug af aerob Respiration
inden for to minutter efter træning begynder kroppen at forsyne arbejdsmusklerne med ilt. Når ilt er tilgængeligt, kan pyruvat nedbrydes yderligere aerobt for at producere så mange som 30 yderligere molekyler af ATP, hvilket gør aerob metabolisme, selvom langsommere, meget mere effektiv end anaerob metabolisme. Fedtstoffer kan nedbrydes aerobt for at producere store mængder ATP. Efter kraftig træning, muskler genopbygge ATP leverer aerobt.
aerob respiration kan levere ATP i flere timer eller længere, så længe en forsyning med glukose varer. Denne glukose kan komme fra flere steder:
- resterende glukoseforsyning i muskelcellerne
- glukose fra mad i tarmen
- glykogen i leveren
- fedtreserver i muskelen
lactat (mælkesyre) produktion
når kroppen har masser af ilt, overføres pyruvat til en aerob diæt, der er vej, der yderligere nedbrydes til ATP (pyruvat produceres ved glykolyse fra nedbrydning af glukose). Men når ilt er begrænset, omdanner kroppen midlertidigt pyruvat til lactat, hvilket tillader glukosefordeling – og dermed energiproduktion – at fortsætte. De arbejdende muskelceller kan fortsætte denne type anaerob energiproduktion ved høje hastigheder i et til tre minutter, i hvilket tidsrum lactat kan ophobes til høje niveauer.
en bivirkning af høje laktatniveauer er en stigning i muskelcellernes surhed. De samme metaboliske veje, der tillader nedbrydning af glukose til energi, fungerer dårligt i dette sure miljø. Dette er en naturlig forsvarsmekanisme for kroppen. Det forhindrer permanent skade under ekstrem anstrengelse ved at bremse de nøglesystemer, der er nødvendige for at opretholde muskelkontraktion. Når kroppen sænker, bliver ilt tilgængeligt, og lactat omdannes tilbage til pyruvat, hvilket tillader fortsat aerob metabolisme og energi til kroppens genopretning fra den anstrengende begivenhed.Laktatopbygning er ikke ansvarlig for den ømhed, der mærkes i dagene efter anstrengende træning. Snarere er produktionen af lactat og andre metabolitter under ekstrem anstrengelse resultaterne i en brændende fornemmelse, der ofte mærkes i aktive muskler. Denne ofte smertefulde fornemmelse får os også til at stoppe med at overarbejde kroppen og dermed tvinge en restitutionsperiode, hvor kroppen rydder laktatet.
