Svaly potrebujú energiu na vykonávanie svojich funkcií. Dodávka energie môže byť zaručená rôznymi spôsobmi prostredníctvom rozkladu a premeny živín.
Čo je dodávka energie?
Zásobovanie energiou pre činnosť svalu je možné štyrmi rôznymi spôsobmi. Líšia sa z hľadiska rýchlosti a množstva, s ktorým môžu dodávať energiu. Intenzita svalovej aktivity určuje, ktorý z týchto procesov sa použije na dodanie energie.
Rôzne procesy často prebiehajú bok po boku. V anaeróbnom (bez kyslíka) alaktickom (bez ataku laktátu) zásoba ATP (adenozíntrifosfát) a kreatínfosfát poskytujú krátkodobú energiu. To je však postačujúce iba na 6-10 sekúnd, pre dobre trénovaných športovcov až 15 sekúnd a je vyvolané pri maximálnom výkone v oblasti maximálnej, rýchlej sily a rýchlosti. Všetky ostatné procesy vyžadujú prítomnosť glukózy alebo mastných kyselín. Dodávajú ATP (adenozíntrifosfát) v rôznych množstvách prostredníctvom úplnej alebo neúplnej degradácie.
Pri anaeróbnej dodávke laktátovej energie sa glykogén, skladovacia forma glukózy, neúplne rozloží. Tento proces sa preto nazýva aj anaeróbna glykolýza. Výsledkom je laktát a nízka energia, ktorá postačuje na 15 až 45 sekúnd intenzívneho výkonu, pre špičkových športovcov na 60 sekúnd. Pri športových činnostiach s dlhou životnosťou a nízkou intenzitou sa energia získava úplným spaľovaním glukózy alebo mastných kyselín v aeróbnych procesoch výroby energie (pri spotrebe kyslíka), ktoré prebiehajú v mitochondriách svalových buniek.
Funkcia a úloha
Svaly potrebujú energiu na vykonávanie svojich funkcií. Premieňajú ich na mechanickú prácu, aby pohybovali kĺbmi alebo stabilizovali oblasti tela. Mechanická účinnosť je však veľmi nízka, pretože len asi tretina poskytnutej energie sa používa na kinetické požiadavky. Zvyšok sa spaľuje vo forme tepla, ktoré sa uvoľňuje von alebo sa používa na udržanie telesnej teploty.
Športovci, pre ktorých sú v krátkom čase dôležité rýchle pohyby alebo tí, ktorí majú vysokú fyzickú námahu, čerpajú energiu z energetických zásob, ktoré sa nachádzajú v plazme svalových buniek. Typickými disciplínami, ktoré spĺňajú tieto požiadavky, sú napríklad 100 metrov šprint, vzpieranie alebo vysoký skok.
Typickými športovými aktivitami, ktoré vykazujú trvanie 40 - 60 sekúnd pri maximálnom možnom výkone, sú 400 metrov beh, 500 metrov rýchlostné korčuľovanie alebo 1 000 metrov cykloturistika, ale aj dlhý záverečný šprint na konci vytrvalostného závodu. Svaly získavajú energiu na tieto činnosti z anaeróbneho metabolizmu kyseliny mliečnej. Okrem laktátu sa produkuje viac vodíkových iónov, ktoré postupne nadmerne okysľujú svaly, a teda predstavujú limitujúci faktor pre tento typ športovej aktivity.
V prípade dlhodobých športových aktivít s nízkou intenzitou sa musí energia neustále dopĺňať bez výskytu látok, ktoré vedú k jej poruchám. Dosahuje to úplným spaľovaním glukózy a mastných kyselín získaných zo sacharidov a tukov. Nakoniec oba zdroje energie končia po rôznych stupňoch degradácie ako acetyl-koenzým A v citrátovom cykle, kde sa degradujú pri spotrebovaní kyslíka a dodávajú podstatne viac energie ako anaeróbna glykolýza.
Je dôležité, že tukové zásoby v tele môžu poskytovať energiu oveľa dlhšie ako zásoby uhľohydrátov, aj keď s menšou intenzitou. Ak vytrvalostní atléti nedoplnia svoje zásoby uhľovodíkov medzi sebou, môže dôjsť k výraznému poklesu výkonu.
Choroby a choroby
Všetky choroby, ktoré narušujú odbúravanie, transport a absorpciu mastných kyselín a glukózy, majú negatívne následky na dodávku energie. Pri cukrovke je primárnou poruchou absorpcia glukózy z krvi do buniek, pre ktoré je potrebný inzulín. V závislosti od stupňa závažnosti to môže viesť k nedostatočnému zásobovaniu svalových buniek, čo znižuje výkon. Dôsledkom tejto poruchy absorpcie je zvýšenie hladiny cukru v krvi, čo je signál pre pankreas, ktorý produkuje ešte viac inzulínu, aby sa tento prebytok znížil. Okrem dlhodobého poškodenia orgánov spôsobeného zmenami v zložení krvi má tento proces priamy vplyv na možnosti mobilizácie tukov a glukózy v pečeni. Zvýšená prítomnosť inzulínu podporuje premenu glukózy na jej glykogén v zásobnej forme a tvorbu zásobného tuku, ktorý inhibuje mobilizáciu týchto látok na dodávku energie.
Ochorenia pečene, ako je mastná pečeň, hepatitída, fibróza pečene alebo cirhóza pečene, majú podobné účinky na mobilizáciu tuku, aj keď mechanizmy pôsobenia sú odlišné. Rovnováha medzi vstrebávaním a ukladaním tuku na jednej strane a rozkladom a transportom na druhej strane je pri týchto chorobách narušená v dôsledku enzymatických defektov, čo má vplyv na celkovú výkonnosť.
Existujú niektoré zriedkavé choroby, ktoré sa vyskytujú priamo vo svalových bunkách a v niektorých prípadoch majú závažné následky na postihnuté osoby. Tieto genetické choroby sú zhrnuté pod pojmom metabolické myopatie. Existujú 3 základné formy s rôznymi variantami: Pri mitochondriálnych chorobách spôsobujú genetické defekty poruchy dýchacieho reťazca, čo je dôležité pre aeróbny rozklad glukózy. To znamená, že sa nevytvorí žiadne alebo len malé množstvo ATP a sprístupní sa ako zdroj energie. Okrem svalových príznakov sú v popredí nervové degenerácie. V prípade choroby ukladania glykogénu (najznámejšou formou je Pompeho choroba), genetické defekty narušujú premenu glykogénu na glukózu. Čím skôr sa toto ochorenie vyskytne, tým horšia je prognóza. Choroba pri ukladaní lipidov sa správa podobne, vyskytujú sa však problémy s premenou tuku.
Pri všetkých chorobách sa vyskytujú rôzne príznaky. Vo svaloch dochádza niekedy k výraznému zníženiu výkonnosti, rýchlej únave, výskytu svalových kŕčov, svalovej hypotónie a pri dlhodobej progresii k úbytku svalov.
