Ενεργειακά υποστρώματα κατά την άσκηση με βάρη
Από την ομάδα του Bodybuilders.gr

Το παρακατω κειμενο που ακολουθει δινει μια μυρωδια για το πως λειτουργει ο οργανισμος μας κατα την ασκηση.Μπορει να φανει δυσκολο σε μερικους αλλα αξιζει να το διαβασουμε.

Τα μυικα κυτταρα χρειαζονται ενεργεια για την εκτελεση των λειτουργειων τους, και η ενεργεια αυτη μπορει να χρησιμοποιηθει αν βρισκεται υπο τη μορφη τριφωσφορικης αδενοσινης( το γνωστο μας ΑΤΡ).Ολες οι λειτουργειες που απαιτουν ενεργεια μπορουν να πραγματοποιηθουν χρησιμοποιοντας την ενεργεια που απελευθερωνεται κατα τη διασπαση του ΑΤΡ σε διφωσφορικη αδενοσινη(ADP), υπο την ταυτοχρονη απελευθερωση μιας φωσφορικης ριζας(PO4-2)(Αυτη ηταν εισαγωγη :))

Μονο μια μικρη ποσοτητα ATP βρισκεται σε ελευθερη μορφη μεσα στα μυικα κυτταρα η οποια ειναι της ταξης των 5μολ/κg.H ποσοτητα αυτη ειναι περιπου με 3.4g και επομενωσ σε περιπου 20 κιλα σκελετικων μυων σε ενα μεσο υγιη αντρα η συνολικη ποσοτητα ειναι ιση με 70g ΑΤΡ...Οι περισσοτερες δραστηριοτητες ωστοσο χρησιμοποιουν ενα μερος μονο της συνολικης μαζας και κατα συνεπεια η διαθεσιμοτητα του ΑΤΡ ειναι περιορισμενη!!!Η περιεκτηκοτητα των μυων σε ΑΤΡ δεν μειωνετε ΠΟΤΕ περισσοτερο απο το ενα τριτο της συνολικης ποσοτητας(αλλα ακομα και να επεφτε στο μηδεν η ποσοτητα της ενεργειας που θα αποδεσμευοταν θα εξακολουθουσε να ειναι μικρη και θα επαρκουσε μονο για την εκτελεση ενος περιπου δευτερολεπτου μεγιστης εντασης.)

Επειδη η ποσοτητα ειναι πολυ μικρη και θα πρεπει να διατηρειται , το ΑΤΡ που βρισκεται στους μυες δεν μπορει να θεωρηθει ως ενα ενεργειακο αποθεμα. Αποθηκευση επαρκους ποσοτητας ΑΤΡ για τη διατηρηση μυικης δραστηριοτητας για περισσοτερο απο λιγα δευτερολεπτα θα αποτελουσε ενα μεγαλο φορτιο για τους μυες, λογω του βαρους του. ΟΙ μυες εχουν μια δευτερη πηγη αμεσα διαθεσιμης ενεργειας με τη μορφη της φωσφο-κρεατινης α οποια βρισκεται μεσα στα μυικα κυτταρα σε συγκεντρωσεις 3-4 μεγαλυτερες αυτων του ΑΤΡ. Σε αντιθεση με το ΑΤΡ η φωσφο-κρεατινη μπορει να φτασει σε μηδενικα επιπεδα μετα απο μερικα δευτερολεπτα μεγιστης ασκησης. Η επανασυνθεση του ΑΤΡ απο ADP με μεταφορα μιας φωσφορικης ριζας απο τη φωσφοκρεατινη καταλυεται απο το ενζυμο κρεατινικη κιναση,με μια ταχυτατη αντιδραση. Ο μηχανισμος αυτος μπορει να παρεχει ενεργεια με πολυ γρηγορους ρυθμους και ετσι μπορει να υποστητιξει τις απαιτησεις ακησης υψηλης εντασης.ΩΣΤΟΣΟ η συνολικη αποτελεσματικοτητα του ειναι περιορισμενη και ο μηχανισμος αυτος δε μπορει να διατηρηθει για παρατεταμενο χρονικο διαστημα(Πινακας 2.1).Σε παρατεταμενη ασκηση ενα εναλλακτικο ενεργειακο υποστρωμα θα πρεπει να χρησιμοποιηθει.


1) Τo γλυκογονο (μεγαλες διακλαδισμενες αλυσιδες πολυμερων γλυκοζης) βρισκεται μεσα στα μυικα κυτταρα και η διασπαση του(γλυκογονολυση) αποδιδει σχετικα μεγαλα ποσα ενεργειας στους μυες.Σε αντιθεση με τα μυικα αποθεματα φωσφοκρεατινης τα οποια ειναι μικρα και σταθερα.τουλαχιστον υπο συνθηκες ηρεμιας το ποσο της ενεργειας που ειναι διαθεσιμο απο τα αποθεματα του γλυκογονου ειναι μεγαλο και παρουσιαζει μεγαλη διακυμανση. Οι σκελετικοι μυες του ανθρωπου περιεχουν 14-18 g/kg γλυκογονου (80-100mmol μοναδων γλυκοζης ανα κιλο μυος) αλλα το ευρος μπορει να ειναι μεγαλυτερο. Αν η γλυκογονοληση οδηγει στην παραγωγη γαλακτικου οξεως μονο, οι μυες παραγουν 4 mol ATR για καθε μοναδα που καταναλωνεται.

Η πορεια των αντιδρασεων αυτων η οποια χαρακτιριζεται συνηθως απο αναεροβια γλυκολυση ειναι ταχυτατη, αλλα ο μεγιστος ρυθμος παραγωγης ενεργειας ειναι μικροτεροσ απο αυτον που μπορει να επιτευχθει με τη διασπαση της φωσφοκρεατινης. Οπως υποδηλωνει η ονομασια της γινεται χωρις τη συμμετοχη του μοριακου οξυγονου.Οταν ο ρυθμος της γλυκογονολυσης ειναι υψηλος μεγαλο ποσοστο του παραγομενου γαλακτικου οξεως απομακρυνεται απο τους μυες και εμφανιζεται στο αιμα.Η ολοκληρομενη πορεια της γλυκογονολυσης οδηγει στην οξειδωση του παραγομενου πυροσταφιλικου οξεως στο κυκλο του kerbs προς διοξειδιο του ανθρακα και νερο, και οχι προς γαλακτικο οξυ! Στην περιπτωση αυτη η ποσοτητα του ΑΤΡ που παραγεται ειναι πολυ μεγαλυτερη και ιση με 39 mol ανα mol μοναδων γλυκοζης. Αν και η ποσοτητα της ενεργειας που μπορει να απελευθερωθει απο τα αποθεματα γλυκογονου αυξανεται με την πορεια αυτη ωστοσο ο ρυθμος παραγωγης της ενεργειας ειναι σημαντικα χαμηλοτερος.

2) Μια εναλλακτικη πηγη υδατανθρακων διαθεσιμη στους μυες ειναι η γλυκοζη του αιματος η οποια παραγεται στο ηπαρ.
H συνολικη ποσοτητα γλυκογονου που βρισκεται αποθηκευμενη στο ηπαρ παρουσιαζει μεγαλη διακυμανση : Σε κατασταση νηστειας εχει αναφερθει σε διαφορες μελετες ενα ευρος τιμων απο 14 εως 80gr/kg. Υποθετοντας οτι το βαρος του ηπατος ειναι 1.8kg η μεση τιμη απο τις μελετες αυτεσ για τα συνολικα επιπεδα ηπατικου γλυκογονου ειναι περιπου 80g η οποια ειναι αρκετα χαμηλοτερη απο το ποσο τπυ γλυκογονου που ειναι αποθηκευμενο στους μυες(περιπου 300-400g) ΠΑΡΟΤΙ η βραχυχρονια στερηση τροφης εχει μικρη επιδραση στα επιπεδα μυικου γλυκογονου, ωστοσο μια δωδεκαωρη νηστεια μπορει να προκαλεσει μια πτωση των επιπεδων του ηπατικου γλυκογονου μεγαλυτερης απο 50%.

Το γεγονος αυτο αντικατροπτιζει το σημαντικο ρολο του ηπατος στη διατηρηση των επιπεδων γλυκοζης στο αιμαι και ετσι την εξασφαλιση ενος σταθερου ρυθμου χορηγηγσης γλυκοζης σε ζωτικους ιστους και ιδιαιτερα στον εγκεφαλο.Για να επιτευχθει κατι τετοιο στο ηπαρ στηριζεται στο ενζυμο αφυδρογοναση της 6 - φωσφο- γλυκοζης το οποιο απελευθερωνει τη γλυκοζη η οποια στη συνεχεια μπορει να απομακρυνθει απο το ηπατικο κυτταρο. Το ενζυμο αυτο δεν υπαρχει στους μυες κατα συνεπεια η φωσφορυλιωμενη γλυκοζη η οποια σχηματιζεται κατα τη διασπαση του γλυκογονου παγιδευεται εντος του μυικου κυτταρου.

Στην περιπτωση που χρησιμοποιειται ελευθερη γλυκοζη και ΟΧΙ το γλυκογονο ως ςνςργειακο υποστρωμα απαιτειται ενα μοριο ΑΤΡ για τη μετατροπη της σε 6- φωσφο-γλυκοζη και επομενως το καθαρο κερδος σε ενεργεια για το κυτταρο ειναι τρια(3) μορια ΑΤΡ για καθε (1) μοριο γλυκοζης που διασπαται και οχι τεσσερα(4) οπως στη περιπτωση διασπασης του γλυκογονου.Το γεγονος αυτο σε συνδιασμο με τους περιορισμους στο ρυθμο με τον οποιο η γλυκοζη μπορει να εισερχεται στο μυικο κυτταρο κανει το γλυκογονο ενα ΠΙΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟ ενεργειακο υποστρωμα οταν οι ενεργειακες απαιτησεις ειναι υψηλες!
Μεταβολες στις διαιτητικες συνηθειες και στο προγραμμα προπονησησς μπορουν να προκαλεσουν σημαντικες διακυμανσεις τοσο στο ηπατικο οσο και στο μυικο γλυκογονο.Περα απο τα αποθεματα γλυκογονου το ηπαρ μπορει να απελευθερωνει γλυκοζη η οποια παραγεται με τη διαδικασια της νεογλυκογεννεσης στην οποια παραγεται γλυκοζη απο αλλα υποστρωματα οπως το γαλακτικο οξυ και αμινοξεα η και γλυκερολη (η οποια προερχεται απο τις τρι-ακυλο-γλυκερολες)

Αν και η ολη διαδικασια ειναι σχετικα δαπανηρη απο την αποψη καταναλωσης ενεργειας (απαιτει 12μορια ΑΤΡ για καθε μοριο Γλυκοζης που παραγεται !!) η νεογλυκογενεση μπορει να ειναι υπευθηνη για περισσοτερη απο τη μιση γλυκοζη που παραγεται στο ηπαρ σε ορισμενες περιστασεις και μπορει να ειναι ιδιαιτερη σημαντικη κατα την παρατεταμενη ακηση οταν τα αποθεματα ηπατκου γλυκογονου εχουν εξαντληθει.?Η εμφανηση νεογλυκογενετικων προδρομων μοριων γενικα αυξανεται κατα την ασκηση η τη νηστεια.Και στις δυο αυτες καταστασεις υπαρχει αναγκη για αυξηση τηε παροχης υδατανθρακων για την παραγωγη ενεργειας.

Το γαλλακτικο οξυ που παραγεται απο τους συστελλομενους μυες δε χρησιμοποιειται αποκλειστικα και μονο στη διαδικασια τησ νεογλυκογενεσης. Αν και οι μυεσ αποτελουν οργανα παραγωγης γαλακτικου οξεως εχουν ωστοσο και την ικανοτητα οξειδωσης του.Τα κυτταρα του καρδιακου μυος εχουν αυξημενη ικανοτητα χρησιμοποιησης του γαλακτικου οξεως ως υποστρωμα για την παραγωγη ενεργειασ αλλα το ιδιο μπορουν να κανουν οι σκελετικοι μυες ιδιαιτερα οι μυικες ινες τυπου 1.

Σε καποιες περιπτωσεις το γαλακτικο οξυ παραγεται σε ενα εντονα ασκουμενο μυ ειναι δυνατον να προσληφθει και να χρησιμοποιηθει ως απο εναν αλλο μυ. Κατι τετοιο ειναι δυνατο να συμβει και αναμεσα στις μυικες ινες του ιδιου μυος: Το γαλακτικο οξυ το το οποιο απελευθερωνεται απο μια μυικη ινα μπορει να προσληφθει και να χρησιμοποιηθει ως υποστρωμα για οξειδωση απο μια αλλη μυικη ινα του ΙΔΙΟΥ μυος, χωρις καν το παραγωμενο οξυ να απελευθερωθει στη κυκλοφορια.Κατι τετοιο εξαρταται απο τα βιοχημικα χαρακτηριστικα των μυικων ινων τα οποια με τη σειρα τους καθοριζουν τη σχετικη ικανοτητα των μυικων ινων για την παραγωγη και την οξειδωση του γαλακτικου οξεως καθως επισης και απο τη σχετικη ενεργοποιηση των διαφορων τυπων μυικων ινων.Θα πρεπει να τονιστει οτι το φαινομενο οξειδωσης του γαλακτικου οξεως απο τους ασκουμενους μυες ηα απο αλλους μυες εχει παρατηρηθει σε πολυ μικρο βαθμο στην παραγματικοτητα και το γαλακτικο οξυ δεν μπορει να θεωρηθει ως ενα υποστρωμα μμε ιδιαιτερη σημασια για την παραγωγη ενεργειας απο τους σκελετικους μυες κατα την ασκηση.

Οι μυες εχουν επισης την ικανοτητα παραγωγης ενεργειας απο την οξειδωση των λιπων με την μορφη των ελευθερων λιπαρων οξεων τα οποια προερχονται απο την υδρολυση των τρι-ακυλο-γλυκερολων: καθε μοριο τρι-ακυλο - γλυκερολης διασπαται σε 3 μορια λιπαρων οξεων και 1 μοριο γλυκερολης.Το σωμα αποθηκευει μεγαλες ποσοτητες τρι- ακυλο-γλυκερολων στο λιπωδη ιστο και σε μικροτερο βαθμο μεσα στα ιδια μυικα κυτταρα.ΚΑι στην περιπτωση αυτθ το μμεγεθος των αποθεματων παρουσιαζει μεγαλη διακυμανση μεταξυ των ατομων αν και αντιθετα με οτι συμβαινει με τα αποθεματα υδατανθρακων τα αποθεματα τρι-ακυλο-γλυκερολων δεν μεταβαλονται σημαντικα σε μικρα χρονικα διατηματα.Τα ελευθερα λιπαρα οξεα τα οποια απελευθερωνονται απο το λιπωδη ιστο μεταφερονται στους μυες μεσω του πλασματος οπου ειναι προσδεδεμενα με τη λευκωματινη. Μεσα στα μυικα κυτταρα τα λιπαρα οξεα οξειδωνονται προς διοξειδιο του ανθρακα και νερο. Ο ρυθμος με τον οποιο μπορει να παραχθει ενεργεια απο την οξειδωση των λιπων ειναι ωστοσο αρκετα χαμηλοτερος απο αυτον που μπορει να επιτευχθει κατα την οξειδωση των υδατανθρακων και το ποσο της ενεργειας που απελευθερωνεται ανα μοριο οξυγονου που καταναλωνεται ειναι μικροτερο απο τα λιπη(19,7 kj/L O2)σε συγκτιση με αυτο των υδατανθρακων(21,4 kj/L O2)

Αν τα μεγεθη αυτα εφαρμοστουν στην περιπτωση ενος μαραθωνιου η διαφοροποιηση ειναι ιδιαιτερα σημαντικη.Για ενα δρομεα 70κιλων μετα απο υπολογισμους-δεν αντεχω αλλο γραψιμο- απαιτει να χρησιοποιησει το 75% του μεγιστου του εναντι 81% που θα απαιτουταν εαν το λιπος ηταν το μοναδικο ενεργειακο υποστρωμα.

Το κυριο πλεονεκτημα των λιπων ως ενεργειακο υποστρωμα ειναι οτι αποτελουν μια πολυ αποτελεσματικη μορφη αποθηκευσης ενεργειας απελευθερωνοντας κατα προσεγγιση 37kj/g ενω οι υδατανθρακες απελευθερωνουν μονο 16kj/g. ΚΑθε γραμμαριο υδατανθρακα που αποθηκευεται κατακρατει επισης και μια μικρη ποσοτητα νερου λογω του οσμωτικου αποτελεσματος το οποιο αυτο ασκει,μειωνοντας ετσι την αποτελεσματικοτητα των υδατανθρακων ως μεσο αποθηκευσης ενεργειας. Το ενεργειακο κοστος ςνος μαραθωνιου ειναι 12000kj. Αν αυτο μπορουσε να καλυφθει μονο απο την οξειδωση των λιπων το συνολικο ποσο λιπους που θα απαιτουνταν θα ηταν 320g! ενω στην περιπτωση που οι υδατανθρακες θα ηταν το μοναδικο ενεργειακο υποστρωμα θα απαιτουνταν 750γρ υδατανθρακων ποσοτητα που θα εμπεριειχε σημαντικη ποσοτητα νερου "(ενδεχομενως πανω απο 2 κιλα).

Εν κατακλειδι
Ολα τα ενεργειακα υποστρωματα χρησιμοποιουνται για την παραγωγη ενεργειας κατα την διαρκεια της ασκησης ωστοσο η σχετικη αναλογια με την οποια συμμετεχουν στη συνολικη παραγωγη ενεργειας εξαρταται απο πολλους παραγοντες συμπεριλαμβανομενης της εντασης και τη διαρκεια της ασκησης,τη διατροφικη κατασταση και τα φυσιολογικα και βιοχημικα χαρακτηριστικα του ασκουμενου.


Απο το "Handbook of Sports medicine and science SPORTS NUTRITION", Ronald.J Maughan University Medical school Aberdeen, UK - Louise M.Burke ,Department of Sports nutrition Australian Institute os Sports.