Lihastoiminnot
lihakset käyttävät syömästämme ravinnosta varastoitunutta kemiallista energiaa ja muuntavat sen lämpöksi ja liike-energiaksi (liike-energia). Energiaa tarvitaan kudosten kasvun ja korjaamisen mahdollistamiseen, ruumiinlämmön ylläpitämiseen ja liikunnan ruokkimiseen. Energia tulee elintarvikkeista, joissa on runsaasti hiilihydraatteja, proteiinia ja rasvaa.
työskentelylihasten supistusliikkeeseen käytettävä energianlähde on Adenosiinitrifosfaatti (ATP), kehon biokemiallinen tapa varastoida ja kuljettaa energiaa. ATP on korkeaenerginen nukleotidi, joka toimii välittömänä energianlähteenä solun sisällä. Kun lihakset supistuvat, ne hajottavat ATP: tä reaktiossa, josta saadaan energiaa. Lihassolut varastoivat kuitenkin vain sen verran ATP: tä, että ne ruokkivat maksimaalista supistumista muutaman sekunnin ajan. Kun lihasten supistuminen alkaa, tekeminen ATP on aloitettava nopeasti.
koska ATP: n tuottaminen on niin tärkeää, lihassoluilla on useita eri tapoja tehdä sitä. Nämä järjestelmät toimivat yhdessä vaiheittain. Kolme biokemiallista järjestelmää ATP: n tuottamiseksi ovat järjestyksessä:
- kreatiinifosfaatin käyttö
- glykogeenin käyttö (anaerobinen glykolyysi)
- aerobinen hengitys (aerobinen glykolyysi lipolyysi)
kreatiinifosfaatin käyttö
toiminnan jatkamiseksi lihassolujen on täydennettävä ATP-varastoaan. Kaikki lihassolut sisältävät korkeaenergistä yhdistettä, kreatiinifosfaattia, joka hajoaa nopeasti ATP: n valmistamiseksi. Koska kreatiinifosfaatin varastot ovat myös rajalliset, tämä energiajärjestelmä voi ylläpitää maksimaalista lihasten tuotantoa vain noin 10 sekunnin ajan. Fosfageenijärjestelmä toimii primäärienergian lähteenä hyvin lyhyissä, nopeissa aktiviteettipurkauksissa, kuten sprinteissä.
käyttäen glykogeeniä (anaerobinen glykolyysi)
ylläpitääkseen liikuntaa yli 10 sekunnin ajan lihasten on hajotettava polttoainelähteitä, kuten hiilihydraatteja ja rasvoja, jotta saadaan energiaa ATP: n uudelleen syntetisoimiseen. Hiilihydraattiaineenvaihdunta on nopeampaa kuin rasva-aineenvaihdunta. Siksi hiilihydraatit tarjoavat suuren osan energiasta erittäin korkean intensiteetin harjoitusten aikana. Koska hiilihydraatit voivat metaboloitua anaerobisesti ilman happea, niistä tulee elintärkeä energianlähde, kun lihasten hapensaanti ei pysy kysynnän tasalla.
hiilihydraattien hajoamista tuottamaan energiaa ilman happea kutsutaan anaerobiseksi glykolyysiksi. Tämä prosessi vapauttaa energiaa hyvin nopeasti ja tuottaa tarpeeksi energiaa noin 90 sekuntia. On tärkeää, että happea ei tarvita, koska se vie sydämen ja keuhkojen jonkin aikaa saada lisääntynyt hapensaanti lihaksiin. Glukoosi ja varastoituneet hiilihydraatit glykogeenin muodossa lihassoluissa hajoavat reaktiosarjan kautta muodostaen yhdisteen nimeltä pyruvaatti. Tämä prosessi tuottaa kahdesta kolmeen molekyyliä ATP: tä jokaista glukoosimolekyyliä kohti. Sivutuote tehdä ATP ilman happea on maitohappo, joka voi kertyä lihaksia aikana nopea liikunta aiheuttaa väsymystä ja arkuus.
aerobisen hengityksen avulla
kahden minuutin kuluessa harjoituksesta keho alkaa antaa työskentelylihaksille happea. Kun happea on saatavilla, pyruvaatti voidaan edelleen jaotella aerobisesti tuottamaan jopa 30 ylimääräistä molekyyliä ATP: tä, mikä tekee aerobisesta aineenvaihdunnasta, vaikkakin hitaampaa, paljon tehokkaampaa kuin anaerobinen aineenvaihdunta. Rasvat voidaan jaotella aerobisesti tuottamaan suuria määriä ATP: tä. Jälkeen voimakas liikuntaa, lihakset restock ATP toimittaa aerobisesti.
aerobinen hengitys voi antaa ATP: tä useita tunteja tai pitempään niin kauan kuin glukoosin saanti kestää. Tämä glukoosi voi tulla useista paikoista:
- jäljellä oleva glukoosin saanti lihassoluissa
- glukoosi ravinnosta suolistossa
- glykogeeni maksassa
- Rasvavarat lihaksessa
laktaatin (maitohapon) tuotanto
kun elimistössä on runsaasti happea, pyruvaatti siirtyy aerobiselle reitille hajotetaan edelleen ATP: ksi (pyruvaattia tuotetaan glykolyysissä glukoosin hajotessa). Hapen ollessa vähissä elimistö kuitenkin muuttaa pyruvaatin väliaikaisesti laktaatiksi, mikä mahdollistaa glukoosin hajoamisen – ja siten energiantuotannon – jatkumisen. Työskentelevät lihassolut voivat jatkaa tämän tyyppistä anaerobista energiantuotantoa suurella nopeudella yhdestä kolmeen minuuttia, jona aikana laktaattia voi kertyä korkealle tasolle.
korkean laktaattipitoisuuden sivuvaikutuksena lihassolujen happamuuden lisääntyminen. Samat aineenvaihduntareitit, jotka mahdollistavat glukoosin hajoamisen energiaksi, toimivat huonosti tässä happamassa ympäristössä. Tämä on kehon luonnollinen puolustusmekanismi. Se estää pysyviä vaurioita äärimmäisessä rasituksessa hidastamalla keskeisiä järjestelmiä, joita tarvitaan ylläpitämään lihasten supistumista. Kun elimistö hidastuu, happea tulee saataville ja laktaatti muuttuu takaisin pyruvaatiksi, mikä mahdollistaa jatkuvan aerobisen aineenvaihdunnan ja energian elimistön toipumiseen rasittavasta tapahtumasta.
laktaatin kertyminen ei ole syynä rasittavaa liikuntaa seuraavien päivien arkuuteen. Sen sijaan laktaatin ja muiden metaboliittien tuotanto äärimmäisen rasituksen aikana johtaa polttavaan tunteeseen, joka usein tuntuu aktiivisissa lihaksissa. Tämä usein kivulias tunne saa meidät myös lopettamaan kehon liikatyöskentelyn, mikä pakottaa palautumisjakson, jossa elimistö tyhjentää laktaatin.
