Energiavarustus

Lihased vajavad oma funktsioonide täitmiseks energiat. Energiavarustus Toitainete lagunemise ja muundamise kaudu saab seda tagada mitmel viisil.

Mis on energiavarustus?

Lihase tegevuste energiavarustus on võimalik neljal erineval viisil. Need erinevad kiiruse ja energiakoguse poolest. Lihase aktiivsuse intensiivsus otsustab, millist neist protsessidest kasutatakse energia saamiseks.

Erinevad protsessid kulgevad sageli üksteise kõrval. Anaeroobses (hapnikuvaba) alaktilises (ilma laktaadirünnakuta) protsessis pakuvad ATP (adenosiintrifosfaat) ja kreatiinfosfaadi hoidmine lühikese aja jooksul energiat. Kuid sellest piisab ainult 6-10 sekundiks, hästi treenitud sportlaste jaoks kuni 15 sekundiks ja see kutsutakse üles maksimaalse jõudlusega maksimaalse, kiire jõu ja kiiruse piirkonnas. Kõik muud protsessid nõuavad glükoosi või rasvhapete olemasolu. Nad tarnivad ATP-d (adenosiintrifosfaati) erinevates kogustes täieliku või mittetäieliku lagunemise kaudu.

Piimhappe anaeroobse energiavarustuse korral laguneb glükogeen, glükoosi säilitusvorm, mittetäielikult. Seetõttu nimetatakse seda protsessi ka anaeroobseks glükolüüsiks. Tulemuseks on laktaat ja vähe energiat, mis on piisav 15–45 sekundi intensiivseks esinemiseks, tippsportlaste jaoks 60 sekundiks. Pikaajaliseks madala intensiivsusega sportlikuks tegevuseks saadakse energia glükoosi või rasvhapete täielikul põlemisel aeroobsetes (koos hapniku tarbimisega) energiatootmise protsessides, mis toimuvad lihasrakkude mitokondrites.

Funktsioon ja ülesanne

Lihased vajavad oma funktsioonide täitmiseks energiat. Nad muudavad selle mehaaniliseks tööks liigeste liigutamiseks või kehapiirkondade stabiliseerimiseks. Mehaaniline efektiivsus on aga väga madal, kuna kineetiliste nõuete täitmiseks kasutatakse ainult umbes kolmandik energiast. Ülejäänud osa põletatakse soojuse kujul, mis vabastatakse kas väljapoole või kasutatakse kehatemperatuuri hoidmiseks.

Sportlased, kelle jaoks kiirete liikumiste või suure füüsilise koormusega seotud liikumine on lühikese aja jooksul oluline, ammutavad oma energia energiavarudest, mis asuvad lihasrakkude plasmas. Tüüpilised distsipliinid, mis neile nõuetele vastavad, on näiteks 100 meetri sprint, tõstmine või kõrgushüpe.

Tüüpilised sportlikud tegevused, mille kestus maksimaalse võimaliku tulemuse korral on 40–60 sekundit, on 400 meetri jooks, 500 meetri kiiruisutamine või 1000 meetri rattasõit, aga ka kestvussõidu lõpus pikk sprint. Lihased saavad nende tegevuste jaoks energiat piima anaeroobse ainevahetuse kaudu. Lisaks laktaadile toodetakse rohkem vesinikioone, mis lihase hapestavad järk-järgult ja esindavad seega seda tüüpi sportimist piiravat faktorit.

Pikaajaliste madala intensiivsusega sportlike tegevuste korral tuleb energiat pidevalt täiendada, ilma et tekiks aineid, mis viiksid lagunemiseni. Ta teeb seda täielikult süsivesikutest ja rasvadest saadud glükoosi ja rasvhapete põletamisel. Lõppkokkuvõttes satuvad mõlemad energiaallikad pärast mitmesuguseid lagunemisastmeid tsitraaditsüklis atsetüülkoensüüm A-na, kus need lagunevad hapniku tarbimise ajal ja annavad energiat oluliselt rohkem kui anaeroobne glükolüüs.

On oluline, et keha rasvavarud võivad energiat pakkuda oluliselt kauem kui süsivesikute varud, ehkki väiksema intensiivsusega. Kui vastupidavusalade sportlased ei suuda vahepeal oma süsivesikute varusid täiendada, võib tulemuslikkus märkimisväärselt langeda.

Haigused ja tervisehäired

Kõigil rasvhapete ja glükoosi lagunemist, transporti ja imendumist kahjustavatel haigustel on negatiivsed tagajärjed energiavarustusele. Diabeedi korral on peamiseks häireks glükoosi imendumine verest rakkudesse, mille jaoks on vaja insuliini. Sõltuvalt raskusastmest võib see põhjustada lihasrakkude ebapiisavat varustamist, mis vähendab jõudlust. Selle imendumishäire tagajärg on veresuhkru taseme tõus, mis on signaal kõhunääre toota veelgi rohkem insuliini, et vähendada seda ülemäärast kogust. Lisaks pikaajalistele elundikahjustustele, mis on põhjustatud vere koostise muutustest, mõjutab see protsess otseselt maksa rasva- ja glükoosivarude mobiliseerimise võimalusi. Suurenenud insuliini olemasolu soodustab glükoosi muundamist selle säilitusvormiks glükogeeniks ja säilitusrasva moodustumist, mis pärsib nende ainete mobiliseerimist energia tarnimiseks.

Sellised maksahaigused nagu rasvane maks, hepatiit, maksafibroos või maksatsirroos mõjutavad rasva mobiliseerimist sarnaselt, isegi kui toimemehhanismid on erinevad. Nende haiguste korral on ensüümidefektide tõttu häiritud tasakaal ühelt poolt rasvade imendumise ja säilitamise ning teiselt poolt lagunemise ja transportimise vahel, mis mõjutab üldist töövõimet.

On mõned haruldased haigused, mis leiavad aset otse lihasrakkudes ja millel on mõnel juhul olulised tagajärjed mõjutatud inimestele. Need geneetilised haigused on kokku võetud kui metaboolsed müopaatiad. Erinevaid variante on 3 põhivormi: Mitokondraalsete haiguste korral põhjustavad geneetilised defektid hingamisahela häireid, mis on oluline glükoosi aeroobseks lagunemiseks. See tähendab, et ATP-d ei moodustata või tehakse energiaallikana kättesaadavaks vaid väike kogus. Lisaks lihaste sümptomitele on esiplaanil närvide degeneratsioonid. Glükogeeni säilitushaiguse (tuntuim vorm on Pompe tõbi) korral häirivad geneetilised defektid glükogeeni muundamist glükoosiks. Mida varem see haigus esineb, seda halvem on prognoos. Lipiidide säilitamise haigus käitub sarnaselt, kuid rasva muundamisel on probleeme.

Kõigi haiguste korral ilmnevad mitmesugused sümptomid. Lihastes on mõnikord jõudlus märkimisväärselt vähenenud, kiire väsimus, lihaskrambid, lihaste hüpotoonia ja pikaajalise progresseerumisega lihaste raiskamine.