mgr inż. Jagoda Podkowska
Podczas treningu organizm produkuje energię dużo szybciej niż podczas codziennych czynności. Mięśnie w trakcie ćwiczeń kurczą się szybciej, dużo intensywniej pracują płuca, a serce bije częściej. Procesy te wymagają dodatkowej porcji energii.
Co to jest energia?
Praca fizyczna czy wytwarzane ciepło są formami energii wydzielanej bezustannie w naszym organizmie. Energia powstaje na skutek rozpadu wysokoenergetycznego związku – adenozynotrifosforanu (ATP), który pełni rolę nośnika energii chemicznej wykorzystywanej w metabolizmie komórkowym i powstaje z rozpadu węglowodanów, tłuszczów, białek oraz alkoholi w każdej komórce organizmu.
Co to jest ATP?
Co to jest ATP?
ATP to cząsteczka zbudowana z trzech grup fosforanowych sprzężonych ze szkieletem adenozyny. Energia jest uwalniana w momencie oderwania się jednej z tych grup i ATP przekształcana jest w adenozynodifosforan (ADP). Po przyłączeniu reszty fosforanowej ADP ponownie przekształcane jest w ATP i cykl się powtarza.
Część uzyskanej w ten sposób energii zostaje zużyta na różne procesy fizyczne, takie jak np. kurczenie się mięśnia, jednak większość (około trzy czwarte) uwalniana jest w postaci ciepła. Właśnie to sprawia, że im intensywniej trenujesz tym większe ciepło odczuwasz.
Organizm na co dzień posiada ograniczone zapasy ATP, które wystarczają tylko na zaspokajanie podstawowych potrzeb energetycznych, aby utrzymać podstawowe funkcje życiowe w trakcie spoczynku. W momencie rozpoczęcia aktywności fizycznej potrzeby energetyczne gwałtownie się zwiększają, a ATP zostaje w przeciągu kilku sekund zużyte. Aby można było kontynuować ćwiczenia organizm musi wytworzyć więcej ATP, a do jego wytworzenia potrzebne jest paliwo.
Produkcja ATP w trakcie różnych rodzajów wysiłku fizycznego pochodzi głównie z rozpadu węglowodanów i tłuszczów.
Z czego możemy uzyskać energię?
Energia może zostać wytworzona z czterech składników naszego pożywienia:
z węglowodanów,
z białek,
z tłuszczy,
z alkoholu.
Związki te znajdujące się w spożywanym posiłku lub napoju rozkładane są w układzie pokarmowym na elementy podstawowe, które są transportowane do krwi.
Węglowodany -> cukry proste: glukoza, fruktoza i galaktoza
Tłuszcze -> kwasy tłuszczowe i glicerol
Białka -> aminokwasy
Alkohole -> prawie w całości wchłaniane bezpośrednio do krwi
Cukry proste i alkohol wykorzystywane są głównie do wytwarzania energii w krótkim czasie, natomiast tłuszcze stanowią zapas na czas dłuższy. Białka zostają zamieniane w energię w przypadku, kiedy np. zostanie wyczerpany zapas węglowodanów. Ostatecznie wszystkie składniki pokarmów ulegają rozpadowi uwalniając przy tym energię. Niestety nasz organizm tylko część tej energii potrafi zamienić w siłę, większość (do 80%) tracimy w postaci ciepła.
Energię mierzy się w kaloriach lub dżulach.
1 kaloria to ilość ciepła, jaka jest potrzebna do podniesienia temperatury 1 grama ciała stałego lub 1 mililitra wody o 1 stopień Celsjusza.
1 dżul to ilość pracy, jaką wykonuje siła 1 niutona na drodze jednego metra.
Potocznie używa się jednostek: kilokalorie (kcal) i kilodżule (kJ), ponieważ kaloria i dżul to stosunkowo niewielkie ilości energii. Tym samym produkt, na którego etykiecie wartość energetyczna jest określona na 100 kcal jest źródłem energii potencjalnej zdolnej zwiększyć temperaturę 100 litrów wody o 1°C.
Przeliczając kcal na kJ: 1 kcal = 4,2 kJ.
Wartość energetyczna składników pokarmowych
Spożywane przez nas produkty i napoje składają się z różnej ilości składników pokarmowych – dlatego każdy spożywany produkt charakteryzuje się inną wartością energetyczną.
Węglowodany -> 4 kcal / 1 gram
Białka -> 4 kcal / 1 gram
Tłuszcze -> 9 kcal / 1 gram
Alkohole -> 7 kcal / 1 gram
Najbardziej skondensowaną formą energii są tłuszcze – jednak to nie z nich organizm korzysta w pierwszej kolejności, w związku z czym nie są one najlepszym źródłem energii dla sportowca.
Mięśnie podczas ćwiczeń nie potrafią wykorzystać alkoholu, jako źródła energii, bez względu na to jak intensywny jest trening. Tylko w wątrobie znajdują się enzymy zdolne rozłożyć alkohol.
Jak organizm gromadzi energię?
1. WĘGLOWODANY
Węglowodany gromadzone są w postaci glikogenu w mięśniach i w wątrobie. Glikogen jest polisacharydem zbudowanym z wielu cząsteczek glukozy. Organizm może zgromadzić tylko określoną, stosunkowo niewielką ilość tego paliwa, więc jego zasoby są ograniczone.
W przeciętnym organizmie zapasy glikogenu dochodzą do 500 gramów, z czego 400 gramów zmagazynowane jest w mięśniach, a 100 gramów w wątrobie.
Ilość ta odpowiada około 1600 – 2000 kcal i wystarczy na przetrwanie jednego dnia całkowitej głodówki. Właśnie, dlatego osoby przechodzące na dietę nieskoenergetyczną lub niskowęglowodanową w pierwszych dniach tracą sporo na wadze. Jest to spowodowane prawie wyłącznie utratą glikogenu oraz wody. Osoby uprawiające regularną, intensywną aktywność fizyczną (np. sporty wytrzymałościowe) mają w mięśniach wyższe stężenie glikogenu, co przekłada się na możliwości treningowe. Ponadto im wyższa zawartość masy mięśniowej w organizmie, tym większe zapasy glikogenu i wyższe zapotrzebowanie na węglowodany. Zadaniem glikogenu wątrobowego jest utrzymanie poziomu glukozy we krwi na odpowiednim (w miarę stabilnym) poziomie zarówno w spoczynku, jak i w trakcie długotrwałego wysiłku. Jest to warunek prawidłowego funkcjonowania całego organizmu oraz determinant możliwości treningowych.
2. TŁUSZCZE
Tłuszcze gromadzone są w każdej partii ciała w postaci tkanki tłuszczowej w komórkach tłuszczowych, czyli adipocytach. Niewielka ich ilość – około 350 gramów jest magazynowana w mięśniach – reszta znajduje się pod skórą, bądź otacza narządy wewnętrzne. Rozkład tłuszczu jest uwarunkowany genetycznie, ale zależy też od równowagi hormonalnej i płci. Przeciętny człowiek ważący 70 kg ma w swoim organizmie około 10 - 15 kg tkanki tłuszczowej.
Organizm korzysta głównie z zapasów tłuszczu podczas trwającego dłużej niż 20 - 25 minut wysiłku fizycznego o niskiej intensywności. Jest to również uzależnione od poziomu wytrenowania.
3. BIAŁKO
Białko nie jest magazynowane w naszym organizmie – prawie w całości jest wykorzystywane jako materiał budulcowy wszystkich naszych tkanek i narządów. Jednak w sytuacji kryzysowej, kiedy nie ma możliwości czerpania energii z innych źródeł, organizm może wykorzystać białko, jako substrat energetyczny – oznacza to, że mięśnie i narządy wewnętrzne mogą stanowić potencjalne źródło energii.
Rola białka, jako źródła energii rośnie w końcowym okresie bardzo intensywnego lub długotrwałego wysiłku – wraz z utratą glikogenu. Również podczas wysokiego deficytu kalorycznego, bądź przy diecie niskowęglowodanowej, to białka zaczynają stanowić źródło energii.
Ciekawostka: przy nieodpowiedniej diecie redukcyjnej ponad połowa straconych kilogramów pochodzi z mięśni.
