Jak vaše tělo reaguje na cvičení
Jak v těle uplatňujeme cukry a tuky při svalovém metabolismu? Jaké má v těle člověk zásoby energie? Krátkodobé intenzívní výkony (sprint, vzpírání těžkých vah) je možno po omezenou dobu (řádově desítky sekund) provádět anerobně (tj. bez přístupu kyslíku). Během prvních cca 5 sekund je nejprve energie pro pohyb čerpána rozkladem malých zásob ATP uložených ve svalu.
Když jsou tyto zásoby vyčerpány, je nový ATP regenerován reakcí ADP s kreatinfosfátem, uloženým ve svalech. Z kreatinfosfátu se uvolní molekula organického fosforu a spojením s ADP vznikne nová molekula ATP.
Tyto reakce jsou hlavním zdrojem energie po dalších cca 20 sekund a na rozdíl od anerobní glykolýzy při nich nevzniká laktát. Během delšího cvičení se kreatinfosfát nestačí regenerovat a jeho podíl na celkové energetické produkci prudce klesá.
Po skončení zátěže se jeho zásoby ve svalech opět obnoví během 2-3 minut. Z uvedeného plyne, že čím vyšší budou zásoby kreatinfosfátu ve svalech, tím déle a s větší energií bude možno provádět krátkodobý, vysoce intenzívní anaerobní výkon.
Protože kreatinfosfát vzniká sloučením organického fosforu s kreatinem, využívá se umělý příjem vysokých množství kreatinu pro zvýšení zásob kreatinfosfátu a tím i pro zlepšení výkonnosti v disciplínách jako sprint či vzpírání.
Anaerobní glykolýza je sice dosti neefektivní způsob získávání energie, nicméně probíhá velkou rychlostí (až 100krát rychleji než aerobní glykolýza). Už po cca půl minutě, kdy se zásoby kreatinfosfátu prudce sníží, se na celkové energetické produkci podílí z cca 2/3.
Prakticky souběžně s regenerací ATP z kreatinfosfátu začíná v cytoplazmě svalové buňky i produkce ATP anaerobním rozkladem glukózy (anaerobní glykolýza) na pyruvát, který je nakonec za asistence enzymu laktát dehydrogenáza (LDH) rozložen na laktát (resp. kyselinu laktátovou/kyselinu mléčnou).
Zásoby glukózy pro okamžitou potřebu při intenzívních výkonech(řádově několik desítek minut) jsou obsaženy ve svalovém glykogenu. Další zásoby glukózy jsou uloženy v jaterním glykogenu. Játra jsou schopna vytvářet glukózu také z proteinů (neefektivně a s důsledky v podobě škodlivých metabolitů), tuků, laktátu i jiných substancí v procesu zvaném glukoneogeneze.
Glukóza z jater proudí do krve a při průtoku svaly je spotřebována k tvorbě energie. Jaterní glukóza však nepostačuje ke krytí intenzívního svalového výkonu; navíc určitá minimální úroveň glukózy v krvi musí být zachována, protože krevní glukóza je zdrojem energie pro mozek a další tkáně. Z toho důvodu je schopnost svalů přijímat glukózu z krve limitována.
Při produkci energie za převážně anaerobních podmínek se ve svalu hromadí laktát, a to i přes jeho rychlé vyplavování do krve a další metabolizaci v játrech (tam je použit při syntéze glukózy), nepracujících svalech, ledvinách či v srdci (přeměněn na pyruvát).
Když dosáhne hladina laktátu určité úrovně, zvýší se koncentrace souběžně produkovaných iontů vodíku do takové míry, že způsobí výrazný pokles pH, což vyvolá inhibici enzymů a tím i svalových funkcí.
Rychlost poklesu pH závisí na pufrační kapacitě krve a svalů, tj. schopnosti neutralizovat metabolické zplodiny a omezovat okyselování. Pufrační kapacita má velký význam pro sportovní výkon a lze ji zvýšit tréninkem. Po skončení výkonu je pomocí zvýšené hyperventilace (zvýšený příjem O2) odstraněn ze svalu laktát a jsou doplněny energetické rezervy (ATP, kreatinfosfát).
Tato zvýšená spotřeba kyslíku se běžně označuje jako „kyslíkový dluh" a je přibližně úměrná množství vykonané anaerobní práce. Při výkonech delších než cca 30 sekund se laktát nahromadí takovým způsobem, že se prudce zvyšuje čas na zotavení.
