Metabolism
Metabolismul este o sumă de evenimente care se desfășoară în corpul uman pentru a crea energie și alte substanțe necesare pentru activitățile sale. În organismul nostru există procese catabolice și anabolice.
Catabolismul este un proces în timpul căruia se descompune materia organică și se eliberează simultan energie. Se caracterizează prin lipsa rezervelor de glicogen și mobilizarea surselor de energie nesacaridice – grăsimi și proteine. Catabolismul are loc în timpul creșterii activității de mișcare și este necesar pentru a susține funcțiile vitale.
Anabolismul, pe de altă parte, este un proces consumator de energie în timpul căruia se creează substanțe. Aprovizionarea cu substraturi depășește nevoia imediată. Organismul creează rezerve de energie, țesuturile sunt create și reînnoite. Procesele anabolice sunt predominante în situațiile de activitate fizică redusă.
Nutrienții de bază (glucide, lipide, proteine) sunt prezenți în alimentele pe care le consumăm. Aceștia sunt transformați și absorbiți prin intermediul sistemului digestiv. Carbohidrații se descompun în carbohidrați individuali (monosacaride), unde glucoza se numără printre cei mai importanți. Lipidele se descompun în acizi grași liberi și glicerol. Proteinele se descompun în aminoacizi. Acești agenți simpli pot fi apoi implicați în procese mai complicate.
Carbohidrații sunt utilizați atât în activitățile anaerobe, cât și în cele aerobe. ATP se resintetizează din glicogen (glicogenul muscular, glicogenul hepatic) care se transformă în glucoză. Rezervele de glicogen din corpul uman sunt limitate. Lipidele sunt utilizate în activitatea de mișcare bazată pe anduranță, de intensitate scăzută. În timp ce utilizarea proteinelor în resinteza ATP este foarte limitată, acizii grași liberi sunt utilizați într-o mare măsură. Glucoza este generată prin gluconeogeneză.
Metabolism muscular
Mușchii au nevoie de energie pentru a produce contracții (Fig. 6). Energia este derivată din adenozin trifosfat (ATP) prezent în mușchi. Mușchii tind să conțină doar cantități limitate de ATP. Atunci când se epuizează, ATP trebuie să fie resintetizat din alte surse, și anume fosfatul de creatină (PC) și glicogenul muscular. Alte rezerve de glicogen sunt stocate în ficat, iar corpul uman este, de asemenea, capabil să resintetizeze ATP din lipide, adică din acizi grași liberi. În funcție de intensitatea și durata volumului de muncă la care este supus organismul, sunt utilizate diferite moduri de acoperire cu energie.
Figura 6 Energia pentru mușchi
Sistemul ATP-CP
Sistemul ATP-CP
ATP și CP menționate mai sus sunt sursele de energie ale contracției musculare (Fig. 7, 8, 9). Producerea energiei utilizate în contracția musculară are loc pe cale anaerobă (fără oxigen).
Figura 7 Molecula de ATP
Figura 8 ATPază (descompunerea ATP și producerea de energie pentru contracția musculară)
Figura 9 Resinteza ATP din CP
Glicoliza anaerobă
Este un proces chimic în timpul căruia ATP se reînnoiește din glicogen, adică.adică din glucoză, într-un mod anaerob (fără acces la oxigen). În aceste procese se generează în mușchi lactat, adică sarea acidului lactic. Acest sistem energetic produce 2 molecule de ATP. Glicoliza – transformarea glucozei în 2 molecule de piruvat care generează randamentul net din molecule de ATP și 2 molecule de NADH (descompunerea anaerobă a glucozei în piruvat și lactat) – a se vedea. Fig. 10.
Sistemul oxidativ
Este un proces chimic în timpul căruia resinteza ATP are loc pe cale aerobă (cu acces la oxigen). Atât glicogenul sau glucoza, cât și acizii grași liberi acționează aici ca surse de energie.
Glicoliza aerobă are loc în citoplasma celulei, unde sunt generate 34 de molecule de ATP din glicogen, adică glucoză în prezența oxigenului (Fig. 10).
Figura 10 Glicoliza anaerobă și aerobă
Acizii grași liberi prezenți în mitocondriile fibrelor musculare transformați în acetil CoA sunt utilizați în resinteza ATP. Acetil CoA intră în ciclul Krebs și astfel se generează molecule de ATP.
Sistemele energetice individuale se implică în funcție de intensitatea unei activități de mișcare desfășurate. Dacă performanța se desfășoară la nivel maxim, există o implicare treptată a tuturor sistemelor (Fig. 11, 12).
Figura 11 Acoperirea energetică în condiții de sarcină maximă de lucru
Figura 12 Acoperirea energetică în condiții de sarcină maximă de lucru
Tipurile de fibre musculare
Fibrele musculare umane au calități distincte. Deși în prezent se știe că în corpul uman sunt prezente aproape 30 de tipuri de fibre musculare, tindem să lucrăm doar cu următoarele trei tipuri:
Fibra musculară roșie lentă I (SO – fibre oxidative lente)
Fibra musculară roșie lentă este caracterizată de o capacitate aerobică ridicată și rezistență la oboseală. Deoarece capacitatea lor anaerobă este lentă, nu sunt capabile să prezinte o forță musculară mare. Contracția musculară tinde să fie lentă – 110 ms/contracție musculară. O unitate motorie conține aproximativ 10-180 de fibre musculare.
Fibra musculară roșie rapidă IIa (FOG – fibre glicolitice oxidative rapide)
Fibra musculară roșie rapidă împarte unele calități cu o fibră lentă sau cu o fibră de tip IIx. Această fibră este caracterizată de o capacitate aerobică medie și rezistență la oboseală. De asemenea, prezintă o capacitate anaerobă ridicată și este capabilă să afișeze o forță musculară mare. Viteza de contracție este de 50 ms/contracție musculară. O unitate motorie conține aproximativ 300-800 de fibre.
Fibra albă rapidă IIx (FG – fibra glicolitică rapidă)
În comparație cu tipurile menționate anterior, fibra albă rapidă se caracterizează prin capacitate aerobă scăzută și tendință la oboseală rapidă. Pe de altă parte, are cea mai mare capacitate anaerobă și este capabilă să prezinte o forță musculară considerabilă. Viteza de contracție este de 50 ms/contracție musculară. O unitate motorie conține aproximativ 300-800 de fibre.
Volumul fibrelor musculare de acest tip este dat genetic (până la 90 %) (Jančík et al., 2007) și variază la fiecare persoană în parte. În media populației, raportul dintre fibrele lente și cele rapide este de 1:1. Următoarea figură (Fig. 13) prezintă raportul dintre fibrele lente și rapide la sportivii angrenați în diferite discipline.
Figura 13 Raportul dintre fibrele rapide (tip FG și FOG) și cele lente (tip SO) la sportivi de diferite tipuri
În contracția musculară, tipurile individuale de fibre musculare se activează în funcție de intensitatea mișcării musculare. În timpul exercițiilor de intensitate scăzută, fibrele lente sunt recrutate în principal. Cu toate acestea, odată cu creșterea intensității exercițiului se activează fibrele rapide. Este important de menționat aici că raportul fibrelor diferă în diferiți mușchi ai corpului uman. De exemplu, mușchii posturali au tendința de a conține mai multe fibre lente.
.