muskelfunktion
muskler använder den lagrade kemiska energin från mat vi äter och omvandlar den till värme och rörelseenergi (kinetisk energi). Energi krävs för att möjliggöra tillväxt och reparation av vävnad, för att bibehålla kroppstemperaturen och för att driva fysisk aktivitet. Energi kommer från livsmedel som är rika på kolhydrater, protein och fett.
energikällan som används för att driva sammandragningsrörelsen i arbetsmuskler är adenosintrifosfat (ATP), kroppens biokemiska sätt att lagra och transportera energi. ATP är en nukleotid med hög energi som fungerar som en omedelbar energikälla i cellen. När musklerna dras samman bryter de ner ATP i en reaktion som ger energi. Muskelceller lagrar emellertid bara tillräckligt med ATP för att bränna några sekunder med maximal sammandragning. När muskelkontraktion börjar, måste tillverkningen av ATP börja snabbt.
eftersom ATP-produktion är så viktig har muskelceller flera olika sätt att göra det. Dessa system fungerar tillsammans i faser. De tre biokemiska systemen för att producera ATP är i ordning:
- använda kreatinfosfat
- använda glykogen (anaerob glykolys)
- använda aerob andning (aerob glykolys lipolys)
använda kreatinfosfat
för att fortsätta arbeta måste muskelceller fylla på deras ATP-tillförsel. Alla muskelceller innehåller en högenergiförening, kreatinfosfat, som snabbt bryts ner för att göra ATP. Eftersom butiker av kreatinfosfat också är begränsade kan detta energisystem bara upprätthålla maximal muskelproduktion i cirka 10 sekunder. Fosfagensystemet är den primära energikällan under mycket korta, snabba aktivitetsutbrott, såsom sprintar.
använda glykogen (anaerob glykolys)
för att upprätthålla träning i mer än 10 sekunder måste musklerna bryta ner bränslekällor som kolhydrater och fetter för att ge energi för att syntetisera ATP igen. Kolhydratmetabolism är snabbare än fettmetabolism. Därför ger kolhydrater en hög andel av energin under mycket högintensiva träningspass. Eftersom kolhydrater kan metaboliseras anaerobt, utan syre, blir de en vital energikälla när syreförsörjningen till musklerna inte kan hålla jämna steg med efterfrågan.
nedbrytningen av kolhydrater för att ge energi utan syre kallas anaerob glykolys. Denna process frigör energi mycket snabbt och kommer att producera tillräckligt med energi för att hålla cirka 90 sekunder. Det är viktigt att syre inte krävs eftersom det tar hjärtat och lungorna lite tid att få ökad syreförsörjning till musklerna. Glukos och lagrade kolhydrater i form av glykogen i muskelceller bryts ner genom en serie reaktioner för att bilda en förening som kallas pyruvat. Denna process ger två till tre molekyler ATP för varje glukosmolekyl. En biprodukt av att göra ATP utan syre är mjölksyra, som kan ackumuleras i dina muskler under snabb träning som orsakar trötthet och ömhet.
med aerob andning
inom två minuter efter träning börjar kroppen leverera arbetsmuskler med syre. När syre är tillgängligt kan pyruvat brytas ned aerobt för att producera så många som 30 ytterligare molekyler av ATP, vilket gör aerob metabolism, även om den är långsammare, mycket effektivare än anaerob metabolism. Fetter kan brytas ner aerobt för att producera stora mängder ATP. Efter kraftig träning, muskler påfyllning ATP levererar aerobt.
aerob andning kan leverera ATP i flera timmar eller längre så länge som en tillförsel av glukos varar. Denna glukos kan komma från flera ställen:
- återstående glukosförsörjning i muskelcellerna
- glukos från mat i tarmen
- glykogen i levern
- fettreserver i muskeln
laktat (mjölksyra) produktion
när kroppen har mycket syre överförs pyruvat till en aerob väg vidare bryts ned till ATP (pyruvat produceras genom glykolys från nedbrytningen av glukos). Men när syre är begränsat omvandlar kroppen tillfälligt pyruvat till laktat, vilket gör att glukosnedbrytning – och därmed energiproduktion – kan fortsätta. De arbetande muskelcellerna kan fortsätta denna typ av anaerob energiproduktion vid höga hastigheter i en till tre minuter, under vilken tid laktat kan ackumuleras till höga nivåer.
en bieffekt av höga laktatnivåer är en ökning av muskelcellernas surhet. Samma metaboliska vägar som tillåter nedbrytning av glukos till energi fungerar dåligt i denna sura miljö. Detta är en naturlig försvarsmekanism för kroppen. Det förhindrar permanent skada under extrem ansträngning genom att sakta ner de nyckelsystem som behövs för att upprätthålla muskelkontraktion. När kroppen saktar ner blir syre tillgängligt och laktat omvandlas tillbaka till pyruvat, vilket möjliggör fortsatt aerob metabolism och energi för kroppens återhämtning från den ansträngande händelsen.
Laktatuppbyggnad är inte ansvarig för den ömhet som känns i dagarna efter ansträngande träning. Snarare är produktionen av laktat och andra metaboliter under extrem ansträngning resultaten i en brännande känsla som ofta känns i aktiva muskler. Denna ofta smärtsamma känsla får oss också att sluta överarbeta kroppen, vilket tvingar en återhämtningsperiod där kroppen rensar laktatet.
