I.1. A fizikai aktivitás energiaszolgáltató folyamatai
A sportolók sporttevékenységének energiaigénye függ a sportágtól, a mozgás intenzitásától és időtartamától, a klimatikus viszonyoktól és a sportoló aktuális edzettségi állapotától. Az energiatermelés módját befolyásolja a szervezet oxigénellátottsága, a terhelés intenzitása és időtartama. Ezektől függően változik, hogy aktuálisan melyik anyagcsereút dominál. (1. 2. ábra)
1.ábra. Az energiaszolgáltató rendszerek aránya
2011., Csoknya Mária – Wilhelm Márta
2. ábra. A hosszú ideig tartó aerob edzés energiaszolgáltatói
2011., Csoknya Mária – Wilhelm Márta
Az egyes energiaszolgáltató folyamatok, maximális ATP-képződési- és a rendelkezésre álló szubsztrátkapacitásuk alapján, jól meghatározható intenzitású és időtartamú fizikai aktivitásokra jellemzőek ( 1. táblázat).
|
|
max. ATP képződési ráta (molxmin-1) |
rendelkezésre álló mennyiség (mol) |
|
ATP, CrP → ADP, Cr (CrP=kreatinfoszfát) |
4,4 |
0,67 |
|
glikogén → laktát |
2,35 |
1,6 |
|
glikogén → CO2 |
0,85-1,14 |
84 |
|
glükóz → CO2 |
0,37 |
19 |
|
zsírsavak → CO2 |
0,4 |
4000 |
1.táblázat. A maximális ATP-képződési ráta molxmin-1 egységben és a rendelkezésre álló mennyiség ATP-ből, PCr-ból, glikogénből és szabad zsírsavakból molban (módosította Keul, 1969)(Dickhuth, 2005)
Az azonnali maximális teljesítmény alatti energiaellátás.
Az azonnali maximális erőkifejtést igénylő fizikai aktivitás energiaigényét az izomban jelenlévő ATP mennyiség 2-3 másodpercig tudja biztosítani.
Ezt követően az energiaellátás az ATP reszintézise révén folytatódik, döntően anaerob módokon. Először a kreatinfoszfát bomlásából származik az energia, a kreatinfoszfát-raktár, nagyságától függően, további 5-8 másodpercig képes fedezni a kontrakció energiaigényét (anaerob-alaktacid energiatermelés).
Amennyiben továbbra is maximális erőkifejtést igényel a sportaktivitás, akkor az ATP reszintézise egyre nagyobb mértékben egy másik fajta anaerob energiaforrásból, az anaerob glikolízisből fog származni, melynek során laktát is keletkezik (anaerob-laktacid energiatermelés). Az anaerob glikolízis alacsonyabb energiarátája és az izomsejtben emelkedő laktáttartalom anaerob glikolízist gátló hatása az teljesítmény csökkenését okozza.
A maximális erőkifejtés kezdetét követő 50-90 másodperc múlva már egy aerob energiaszolgáltatás kerül túlsúlyba, a szénhidrátok oxidációja. Ezen a módon még 90-150 percig lehet folytatni a fizikai aktivitást viszonylag magas intenzitáson. Ennek az energiaszolgáltatásnak a szervezet glikogénkészleteinek kiürülése szab gátat. Ekkor kerül előtérbe a zsírsavak oxidációja, mely alacsonyabb energiarátája további teljesítménycsökkenést okoz. Ilyenkor már a kezdetihez képest 40-50%-kal kisebb az erőkifejtés (Dickhuth, 2005).
Fontos megjegyezni, hogy a valóságban a fentebb bemutatott energiaszolgáltató folyamatok mindig párhuzamosan, egymást átfedve és feltételezve folynak.
Ha a terhelés alacsony intenzitással kezdődik (50-60% VO2max), akkor a zsírégetésből származik döntően a szükséges energia. Az emelkedő intenzitással a szénhidrátok oxidációjának részesedése is növekszik, valamint az anaerob glikolízis is fokozódik. Azt a pontot, ahol a laktáttermelés és elimináció egyensúlyba kerül, maximális laktát-steady-state állapotnak hívjuk. Amennyiben az erőkifejtés intenzitása fokozódik az emelkedő laktátszint acidózishoz vezet („besavasodás"), amely a további erőkifejtésnek gátat szab. A véghajrában sor kerül a kreatinfoszfát-raktárakból származó energia felhasználására is (Dickhuth, 2005).
Éhezés vagy tartósan magas intenzitású terhelés esetén a fehérjék lebontása révén nyert energiára is szükség van. Az energiaszolgáltatás akár 15-20%-at is fedezheti ez az anyagcsereút.