Ismerd meg az anyagcserédet! | 2. rész

Az előző részben megismerkedhettél az anyagcsere alapvető fogalmaival, illetve megtudhattad, miből áll a napi energiafelhasználásod. Ebben a részben azt vizsgáljuk meg, mi történik az anyagcseréddel akkor, amikor fizikai aktivitást végzel.

Fizikai aktivitás energiaszükséglete

Az előző részben már láthattad, hogy a fizikai aktivitás energiaszükséglete egy átlagos ember esetén körülbelül a napi energiafelhasználás 20-30%-át teszi ki. Ez az az anyagcsere faktor, amit a legnagyobb mértékben tudsz befolyásolni. Minél többet mozogsz, annál több kalóriát fogsz felhasználni. De vajon miből keletkezik a mozgási energia?

Mi adja az üzemanyagot a mozgáshoz?

A legtöbb ember talán azt válaszolná erre a kérdésre, hogy az elfogyasztott ételek. A hozzáértőbbek talán azt mondanák, hogy az energiát az izmokban lévő glikogén (raktározott cukor) vagy a zsírsavak adják. Tulajdonképpen mindegyik válasz helyes, de egyik sem teljesen pontos. Az energiát ugyanis végső soron az ATP nevű vegyület szolgáltatja.

Mi az az ATP?

Az ATP az adenozin-trifoszfát rövidítése. Az ATP molekula egy adeninből, egy ribózból és három foszfátcsoportból áll. Az ATP hidrolízise során az ATP-áz enzim, víz jelenlétében lehasít egy foszfátcsoportot az ATP-ről, és ennek következtében energia szabadul fel.

ATP + H2O → ADP + P + 7.3 kcal

Az izomrostoknak tehát ATP-re van szükségük az összehúzódáshoz. Az ATP molekula egyik foszfátcsoportjának lehasításakor keletkezik az energia. Ehhez a folyamathoz nincs szükség oxigénre.

Energiafelhasználás a fizikai aktivitás kezdetén

Amikor tehát elkezdesz mozogni, legelőször az izmaidban tárolt ATP kerül felhasználásra. Ebből azonban nincs túl sok: kb. 5 mmol ATP van egy kg izomban, vagyis nagyjából 3.4g ATP/izomtömeg-kg. Egy átlagos ember esetén ez összesen 95 g ATP-t jelent.

Mivel ez nagyon hamar elfogy, a szervezetnek újra kell termelnie az ATP-t. Erre van egy gyors és egyszerű lehetőség: az adenozin-difoszfáthoz (ami az ATP hidrolízise során keletkezett) hozzákapcsolódik egy foszfát csoport, és így újra ATP lesz belőle. A foszfát csoport a kreatin-foszfát (CP) molekulából származik. A folyamathoz kreatin-kináz enzimre van szükség.

ADP + CP → ATP + C

Ez az anyagcsere folyamat sem igényel oxigént. Az izom kreatin-foszfát készlete kb. 17 mmol/kg, ami nagyjából 5-10 másodperc intenzív erőkifejtéshez elegendő.

Segíthet a kreatin étrendkiegészítő a sportteljesítmény növelésében?

Mivel az izomban lévő kreatin-foszfát segítségével újra lehet szintetizálni az ATP-t, logikusnak tűnik, hogy a kreatin-szint növelésével teljesítménynövelés érhető el. A sportban már régóta használják a kreatint ergogén segítségként, és számos tudományos adat bizonyítja, hogy valóban pozitív hatással lehet a sportteljesítményre. Elsősorban azokban a sportágakban lehet hasznos, ahol rövid ideig tartó, nagyon intenzív erőkifejtésekre van szükség.

Mi van, ha elfogy a kreatin is?

Alig kezdtél el edzeni, és már kifogytál az izomban tárolt ATP-ből és a kreatinból is. Mi tévő legyen a szervezeted? Hogyan állítson elő még több ATP-t az izommunkához?

A következő szint az anaerob glikolízis, mely során a szervezet szénhidrátokból állít elő ATP-t. A tápanyagok közül egyedül a szénhidrátokból tudunk oxigén jelenléte nélkül energiát nyerni.

Az anaerob glikolízis kiindulási anyaga a vérben lévő glükóz és az izomglikogén.

Az anaerob glikolízis során a glükózból/glikogénből piruvát, tejsav és ATP keletkezik. Egy glükóz molekulából 2 ATP, egy glikogénből 3 ATP keletkezik.

Az anaerob glikolízis néhány perc maximális erőkifejtéshez elegendő energiát termel. Hátránya, hogy közben tejsav halmozódik fel, ami csökkenti az izmok glikolítikus aktivitását, valamint csökkenti az izomrostok kálciumkötő kapacitását, ami akadályozza az izomkontrakciót.

Ahhoz, hogy folytatódhasson az izommunka, mindenképpen oxigénre van szükség!

Folytatás oxigén segítségével

A következő szint az aerob glikolízis, melyhez oxigénre is szükség van, de cserébe sokkal több energiát tud előállítani, mint az előző folyamatok.

Az aerob glikolízis során a piruvát Acetil-koenzim A-vá alakul, és a Krebs-ciklusban 36 ATP keletkezik belőle. A glükózban lévő energiának tehát csupán töredékét nyerhetjük ki anaerob úton (2 ATP), míg aerob úton ennek sokszorosához juthatunk (36 ATP). Milyen hasznos dolog az oxigén!

Miből lehet még energia?

A szénhidrátok mellett a szervezetünk zsírokból és fehérjékből is tud ATP-t szintetizálni. Mivel a fehérje értékes építő anyag, a testünk csak nagyon indokolt esetben használja energianyerésre. Alapvetően szénhidrátok és a zsírok az elsődleges energiaszolgáltatók.

Hogyan lesz a zsírból energia?

A zsírszövetben a zsírok trigliceridként vannak elraktározva. Amikor a szervezetnek szüksége van rájuk, lebontja őket, mely során egy glicerin és három zsírsav keletkezik.

Bár a zsírsavak jelentősebb energiaszolgáltatók, a glicerinből is keletkezhet némi energia, vagy a szervezet fel tudja használni a glükóz szintéziséhez.

A béta-oxidáció során a zsírsavak Acetil-koenzim A-vá alakulnak, ami már be tud lépni a Krebs-ciklusba (ahogy korábban már láthattad az aerob glikolízisnél is).

A zsírsavak nagy előnye, hogy sokkal több ATP termelődik belőlük, mint a glükózból. Míg egy glükózból csak 2 ATP lesz, egy trigliceridből több száz ATP keletkezhet. Például egy 18 szénatomos zsírsavakból álló trigliceridből 441 ATP lesz.

Hátrányuk viszont, hogy a zsírsavak oxidációjához sokkal több oxigénre van szükség. Míg 1 glükózhoz 6 molekula oxigén kell, egy sztearinsavhoz (ami egy 18 szénatomos zsírsav) 26 molekula oxigénre van szükség.

Hogyan lesz a fehérjéből energia?

Mint mondtam, a fehérjék sokkal értékesebbek ahhoz, hogy a szervezet elégesse őket. A fehérjék elsődleges funkciója az, hogy építő anyagok, és nem az, hogy energiaszolgáltatók. Ennek ellenére indokolt esetben a szervezetünk le tudja őket bontani.

A fehérjék aminosavakból épülnek fel. Az aminosavakat a szervezetünk Acetil-Koenzim A-vá tudja alakítani, ami be tud lépni a Krebs-ciklusba, és ATP termelődhet belőle. A folyamat során felszabaduló nitrogén az urea-ciklus során kerül kiválasztódásra a vizelettel.

Egyes aminosavakat a szervezetünk glükóz előállítására is használhat.

Mitől függ, hogy mi szolgáltatja az energiát?

Testmozgáskor a fő energiaforrás a szénhidrát és a zsír. Az, hogy milyen arányban használja őket a szervezet, elsősorban a mozgás intenzitásának függvénye.

Éhgyomri állapotban, nagyon alacsony intenzitáson (25% VO2max – gyaloglás 4-5km/h sebességgel), az energia szinte teljes mértékben a zsírokból származik.

Éhgyomori állapotban, közepes intenzitáson (65% VO2max) az energiatermelés kb. 50%-át adják a zsírok, és 50%-át adják a szénhidrátok, tehát nagyjából fele-fele a megoszlás.

Éhgyomori állapotban, magas intenzitáson (85% VO2max) az energiát már 2/3 részben a szénhidrátok szolgáltatják. Mivel a szénhidrátok oxidációjához sokkal kevesebb oxigénre van szükség, mint a zsírokéhoz, magas intenzitáson a szénhidrátok egyre inkább előnyt élveznek.

Amennyiben a mozgás nem éhgyomorra történik, hanem szénhidrátot tartalmazó étkezés után, a szervezet még inkább előnyben részesíti a szénhidrátokat, és alacsonyabb intenzitáson is a szénhidrátok szolgáltatják az energia jelentősebb részét.

Az intenzitás mellett, a fizikai aktivitás időtartalma is meghatározó az energianyerés szempontjából. Minél tovább tart a mozgás, annál nagyobb arányban fogják a zsírok szolgáltatni az energiát. Ez az izmok glikogén raktárainak kiürülése miatt történik.

Az étrend szerepe

Az étrended is nagy hatással lehet arra, hogy miből nyered az energiát testmozgás közben. Egy ketogén diétát követő sportoló például sokkal hatékonyabban tud zsírokból energiát nyerni, mint egy magas szénhidráttartalmú étrendet követő társa. (A ketogén diétáról itt olvashatsz bővebben.)

Ketogén diétán a szervezet különféle adaptációs folyamatokon megy keresztül, melynek eredményeképpen nagyon hatékony lesz a zsírégetésben. Az alkalmazkodáshoz több hét, vagy akár hónap is kellhet, de idővel jelentős teljesítménynövekedés érhető el vele az állóképességi sportokban (pl. hosszútáv futás). Nem csoda, hogy ezekben a sportágakban egyre többen alkalmazzák ezt az étrendet!

Összefoglalás

A mozgás során az energia adenozin-trifoszfátból származik, melynek sokféle forrása lehet. Hosszabb edzés során az energia legfőbb forrásai a szénhidrátok és a zsírok. Az, hogy ezek milyen arányban szolgáltatják az energiát, függ a mozgás intenzitásától, az edzés előtti étkezéstől, a mozgás időtartamától és az általános étrendtől is.

 


Felhasznált irodalom:

  1. Melzer K. Carbohydrate and fat utilization during rest and physical activity. Eur e-Journal Clin Nutr Metab. 2011;6(2):e45–e52. doi:10.1016/j.eclnm.2011.01.005.
  2. Maughan RJ. Creatine supplementation and exercise performance. Int J Sport Nutr. 1995;5(2):94–101. doi:10.1080/07315724.1998.10718751.
  3. Peeling P, Binnie MJ, Goods PSR, Sim M, Burke LM. Evidence-based supplements for the enhancement of athletic performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2018;28(2):178–187. doi:10.1123/ijsnem.2017-0343.
  4. Volek JS, Freidenreich DJ, Saenz C, és mtsai. Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism. 2015;65(3):100–110. doi:10.1016/j.metabol.2015.10.028.
By |2018-08-06T13:39:13+00:002018, augusztus 6|