AZ IZOMOK ENERGIA-HELYREÁLLÍTÁSA - AZ INTENZITÁS ÉS IDŐTARTAM KÉRDÉSE; SWARM fehérje
Nyugalmi állapotban az izmok energiaigényét főleg szénhidrátok és zsírok fedezik. A fehérjék elsősorban építőanyagként szolgálják az izmokat. Csak energiaforrásként játszanak alárendelt szerepet. A sport során azonban a terheléstől függően változik az energiaellátás, és az izom másképp jut hozzá a rendelkezésre álló energiaforrásokhoz. Miért van ez így és mit jelent a sporttáplálkozás szempontjából, itt megtudhatja.
Makrotápanyagok: Különböző mennyiségű energia
Izmainkkal dolgozunk - futunk, ugrunk és nehéz dolgokat emelünk. Testünk a három energiadús makrotápanyagból (szénhidrátok, zsírok és fehérjék) képes energiát biztosítani az izmok számára. A tápanyag fűtőértéke megmutatja, hogy a test mennyi energiát nyerhet belőle. A fűtőérték kilokalóriában vagy, tudományos szempontból helyesebben, kilojoule-ban van megadva [1,5,11]. Mivel köznyelven beszélünk a „kalóriákról”, egyelőre ragaszkodunk a kcal egységhez.
szénhidrátok: A szénhidrátok glükóz formájában energiát szolgáltatnak, fűtőértékük 4 kcal/g. A szénhidrátokat izomglikogénként (kb. 300–500 g) és májglikogénként (kb. 100 g) tárolják. A testsúlytól, az edzettségi állapottól és az étrendtől függően a test saját raktárkészlete változó [5].
Zsírok: A zsírok energiát adnak zsírsavak formájában. A zsírok (trigliceridek) az összes makrotápanyag közül a legtöbb energiát 9 kcal/g mennyiségben biztosítják. Ezek a szervezet legnagyobb energiatárolói is, és a zsírszövetben (kb. 15 000 g) és az izmokban (kb. 300 g) vannak tárolva. A zsír teljes aránya az ember teljes testtömegében azonban kortól, nemtől, testalkattól és életstílustól függ [5].
Fehérjék: A fehérjék aminosavak formájában biztosítják az energiát, és (mint a szénhidrátok) fűtőértéke 4 kcal/g. A fehérjék azonban főleg építőanyagok, és alig játszanak szerepet a normális energia-anyagcserében. Többek között szükségesek a sejtek, enzimek és immunanyagok fejlesztéséhez és fenntartásához [8,11].
Adenozin-trifoszfát (ATP): az izom energia pénzneme
Az energiát a tápanyagok átalakulási folyamatai (égés) révén bocsátják a test rendelkezésére. Ehhez kémiailag átalakul energiahordozóvá, hogy a sejtek felhasználhassák. A legfontosabb energiaforrás az adenozin-trifoszfát (ATP). Az ATP az emberben a legtöbb energiafogyasztó folyamat energiavalutája, valamint az izomrostok közvetlen energiaforrása. Az ATP adenozinból, adenin és ribóz kombinációjából és három foszfátcsoportból áll. Az izomrost ATP-ellátása nagyon korlátozott. A testnek folyamatosan új ATP-t kell létrehoznia annak érdekében, hogy minden folyamatot energiával tudjon ellátni [8,10,11].
Energiaellátás: intenzitás és időtartam
A test különböző módszerekkel hoz létre ATP-t szénhidrátokból, zsírokból és fehérjékből. Elsősorban a sporttevékenység intenzitása és időtartama határozza meg, hogy a test melyik energiatartalékot használja fel égésre.
Nagyon intenzív terhelések: energia a maximális teljesítmény tíz másodpercéig
Közvetlen megterheléssel, például kb. 10 másodperces sprinttel a tárolt ATP és közvetett módon az energiában gazdag kreatin-foszfát (KrP) elérhető energiahordozóként az energiaellátáshoz. Mivel az izmok nem képesek megfelelően ellátni oxigént ezen nagyon rövid, de nagyon intenzív terhelések során, az energiát oxigén nélkül (anaerob módon) kell biztosítani. Az ATP fel van osztva az izomban, és körülbelül két másodpercig közvetlenül elérhető az izmok számára.
A KrP a felhasznált ATP azonnali regenerálását szolgálja, különben két másodperc múlva használnák fel. De magát a KrP-t is körülbelül nyolc másodperc elteltével használják fel. A testnek ezért az energiában gazdag tápanyagok (szénhidrátok, zsírok és fehérjék) átalakításához kell folyamodnia ahhoz, hogy új ATP-t [5,8] alakítson ki a tíz másodpercnél hosszabb stressz alatt.
Intenzív terhelések: energia legfeljebb két percig
Ha egy hosszú sprintet teljesítünk 400 m felett, akkor ehhez nagyon gyors energia felszabadulásra van szükség, amelynek azonban egy bizonyos ideig ki kell tartania. Az ATP és a KrP tárolása már nem elegendő. Az izom itt is kénytelen energiát biztosítani oxigén jelenléte nélkül (anaerob módon). Az energia szinte kizárólag glükóz biztosításából származik (anaerob glikolízis) [2,10].
Rövid és intenzív terhelések esetén nagy mennyiségű energiára van szükség. Az anaerob glikolízis rövid idő alatt sok energiát biztosít az izom számára. Ennek az energiaellátási formának azonban vannak hátrányai is. Mivel az oxigénhiány miatt az égés hiányos és nem hatékony. Ha az égés nem teljes, a glükózmolekula csak 1-2 mol ATP-t szolgáltat. Ez csak mintegy öt százaléka annak az energiának, amelyet oxigénnel történő teljes elégetéssel nyernek [13]. Ha egy glükózmolekula teljesen megég, a felszabaduló energia teljes mennyisége nagyon nagy, 27 mol ATP-nél. Ez a folyamat azonban oxigént igényel, és sokkal tovább tart (aerob glikolízis).
Ezenkívül az anaerob glikolízisből származó energia gyors felszabadulása tejsav (laktát) képződéséhez vezet. A testnek újra le kell bontania a laktátot, különben túlsavasodás következik be. Ezenkívül a laktát csak elegendő oxigénnel metabolizálódik. Ha az erőfeszítés nagyon intenzív és folytatódik, túl kevés oxigén áll rendelkezésre a laktát lebontásához. A laktátképződés meghaladja a laktát lebontását, és az izmok túl savasakká válnak (acidózis 15 mmol/l feletti laktátkoncentráció mellett). Az izomban lévő acidózis gátolja az izomban lévő enzimeket, amelyek felelősek az izomrostok összehúzódásáért (izomösszehúzódás). Az izomfáradtság és a teljesítményvesztés elkerülhetetlenül bekövetkezik [1,3,8].
Folyamatos terhelések: energia a hosszú távú teljesítmény érdekében
Közepes vagy alacsony intenzitású futás, kerékpározás vagy sífutás közben a szénhidrátokból és zsírokból oxigén segítségével történő energiatermelés (aerob energiaellátás) a hosszabb teljesítmény előfeltétele [8].
Aerob glikolízis: A glükóz teljes elégetése
Oxigénnel a szervezet képes teljesen szénhidrátokat égetni glükóz formájában (aerob glikolízis). Az oxigént igénylő tápanyagok elégetését oxidációnak is nevezik [4]. Az energiatermeléshez szükséges glükóz elsősorban az izmok glikogénkészleteiből származik. Ha ez a raktár üres, a szervezet több glikogént használ fel a májból [8]. Az étrendtől és az edzés szintjétől függően a glikogénkészletek kb. Két óra elteltével kimerülnek a testmozgás során tápanyagellátás nélkül, így a versenyek ideje alatt kellő időben gondoskodni kell az utánpótlásról. A jól képzett állóképességű sportolók megőrzik glikogénkészleteiket azzal, hogy energiájuk nagyobb részét korábban zsírsavakból merítik [5,6,8]. Ezen felül folyamatosan szállítanak új szénhidrátokat (pl. Gélként vagy rúdként).
Lipolízis: A zsírok szénhidrátok tüzében égnek el
A test nagyon jól képes tárolni a zsírokat. A zsírraktárak szinte korlátlan energiát biztosítanak az állóképességi sportokban. A glükóz elégetésével ellentétben a zsírsavak elégetése (lipolízis) csak oxigénnel (aerob) lehetséges. A zsírok több mint kétszer annyi energiát szolgáltatnak, mint a szénhidrátok, de ezeket nagyon nehéz mozgósítani az energiatermeléshez.
Mivel a zsírégetéshez a glükóz lebontásából származó aktivációs enzim szükséges, a zsírokat mindig párhuzamosan égetik a glükózzal. Ezért a mottó: A zsírok égnek a szénhidrátok tüzében.
Az egyik oka annak, hogy a tárolt glikogén mennyisége általában teljesítménykorlátozó tényező a hosszú távú testmozgás során [2,6,7,8,9,12].
Oxigén hozzáférhetőség: Az izomban meghatározó
Bár a zsírok körülbelül 30 perces mozgás után mobilizálódnak, elsősorban a testmozgás intenzitása és ezáltal az izom oxigénellátása határozza meg a szénhidrát- és zsírégetés arányát. Kevésbé intenzív tevékenységek során ezeket a makroelemeket nagyjából azonos arányban használják. Ha egy gyakorlat intenzívebbé válik, akkor túl kevés oxigén jut a vérbe légzéssel és ezáltal az izmokba. Az energiaellátásban csökken a zsírok aránya és nő a szénhidrátok aránya [8].
Glükoneogenezis: Energia tartós testmozgás alatt
Az edzés közbeni energiaellátás nélkül a glikogénkészletek két óra elteltével teljesen kiürülnek. Ha a stressz hosszabb ideig tart, a máj képes új glükózt létrehozni a) tárolt aminosavakból (fehérjékből), (b) laktátból (anaerob égésből) és (c) glicerinből (zsírsavbontásból). Ezt az új képződményt glükoneogenezisnek (vagy "glükoneogenezis" szónak) nevezik. Ezek a folyamatok azonban nagyon lassan zajlanak le, és viszont oxigént igényelnek [3,8].
Tehát, ha hosszú ideig és nagyon intenzíven akar teljesíteni, akkor a glikogénkészletek megőrzése érdekében kezdje el a szénhidrátfogyasztást akár 90 percig is.
Láthatja, hogy az izom fizikai energia típusától, intenzitásától és időtartamától függően különböző energiaforrásokat használ. Az izmok energia-anyagcseréjének ismeretében szabályozhatja étrendjét és edzését annak érdekében, hogy optimálisan ellátja testét tápanyagokkal és elérje atlétikai céljait.
[1] De Marées, H. A fiziológia gyakorlása. Sportverlag Strauss, Köln, 9. kiadás, 2003.
[2] Fink, H. H., Mikesky, A. E. sporttáplálkozás: gyakorlati alkalmazások. Jones és Bartlett Learning, Burlington, 4. kiadás, 2015.
[3] Jeukendrup, A., Gleeson, M. Sporttáplálkozás: Bevezetés az energiatermelésbe és a teljesítménybe. Human Kinetics, Stanningley, 2. kiadás, 2010.
[4] Kirsch, K. Gyakorlási élettan. Élettani tankönyv. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1994.
[5] Lamprecht, M., Holasek, S., Konrad, M., Seebauer, W., Hiller-Baumgartner, D. A sporttáplálkozás tankönyve: A sport táplálkozásának tudományos alapú összefoglalója. Clax Verlag, Graz, 1. kiadás, 2017.
[6] Neumann, G., Pfützner, A., Berbalk, A. Optimalizált állóképességi edzés. Meyer & Meyer Verlag, Aachen, 6. javított kiadás, 2011
[7] Newsholme, E.A., Blomstrand, E., McAndrew, N. A fáradtság biokémiai okai. In: Shepard, R. J., Astrand, P. O. Endurance in Sport: A NOB kiadványa a FIMS-szel együttműködve. Deutscher Ärzte Verlag, Köln, 1993.
[8] Raschka, C. és Ruf, S. Sport és táplálkozás: Tudományosan megalapozott ajánlások és táplálkozási tervek a gyakorlathoz. Thieme Verlag, Stuttgart, 1. kiadás, 2012.
[9] Rost, R. Sportorvosi tankönyv. Deutscher Ärzte Verlag, Köln, 2001.
[10] Schek, A. Szénhidrátok az állóképességi sportoló étrendjében. Táplálkozási áttekintés 44 (12): 434-440, 2013.
[11] Weineck, J. Optimales Training: Teljesítményélettani alapismeretek, különös tekintettel a gyermek- és ifjúsági képzésre. Spitta Verlag, Balingen, 2010. évi 16. kiadás.
[12] Widhalm, K. Nutritional Medicine. Deutscher Ärzte-Verlag, Köln, 3. felülvizsgált kiadás, 2009.