Fyziologie zátěže

Metabolická charakteristika výkonu

Metabolismus zajišťují 3 energetické systémy, které resyntetizují adenositr-trifosfát (ATP). Všechny tři pracují neustále jak v klidu, tak i při maximální intenzitě zátěže, liší se však poměr jejich zastoupení právě na intenzitě a délce trvání výkonu.

  1. ATP-CP systém - fosfátový systém
  2. Glykolytický systém - anaerobní glykolýza, glykolytická fosforylace
  3. Oxidativní systém - oxidativní (aerobní) fosforylace, aerobní glykolýza

ATP-CP systém

Neboli fosfátový systém, kde dochází k resyntéze ATP z dvou molekul adenosin-difosfátu (ADP) pomocí myokinázové reakce. Hydrolýzou ATP pomocí enzymu ATPázy se odštěpí jedna fosfátová molekula a vzniká opět ADP a s tím i energie. Další možností vzniku energie a resyntéze ATP je ATP-CP (kreatinfosfát) systém. Během této reakce dochází ke štěpení CP pomocí enzymu kreatinkináza na kreatin a fosfátovou molekulu za vzniku energie. Volná fosfátová molekula se může navázat na ADP a vznikne ATP.

Tento systém je anaerobní (do reakcí se nezapojuje kyslík) a zároveň alaktátový (nevzniká laktát).

Koncentrace fosfagenů ve svalech se rychle spotřebovává následkem anaerobního cvičení velké intenzity. Kreatin fosfát se může výrazně snížit (50-70%) během krátké doby (5-30s) cvičení o velké intenzitě a může být téměř zcela spotřebován, přičemž výsledkem je vyčerpání po velmi intenzivním cvičení.
Doplnění fosfagenů po cvičení může nastat během relativně krátké doby. Kompletní resyntéza ATP se objevuje do 3 až 5 minut, kompletní resyntéza kreatin fosfátu se objevuje do 8 minut.

Glykolytický systém

Proces glykolýzy se odehrává skrze glykolytický systém, přes který je glukóza, nebo glykogen štěpen na pyruvát. Pokud se glykolýza dále odehrává za nepřístupu kyslíku, je pyruvát konvertován (přeměněn) na laktát. ATP-CP systém společně s Glykolytickým systémem, jsou klíčové energetické systémy pro výkony v délce trvání v řádu několika sekund až 2 min.

Tento systém je anaerobní (do reakcí se nezapojuje kyslík) a laktátový (vzniká laktát). Dochází tedy ke kumulaci laktátu a vodíkových iontů a metabolické acidóze. Reakce je vyjádřena jako  G + 2P + 2ADP =>2 molekuly kys. mléčné + 2ATP

V případě, že se pyruvát začne odbourávat aerobně, dostává se metabolismus buňky k aerobní glykolýze.

Oxidativní systém

Při utilizaci glukózy vzniká vždy jako meziprodukt pyruvát, pokud se buňce dostává kyslíku, je pyruvát konvertován na Acetyl-koenzym-A, který následně vstupuje do Krebsova cyklu v dýchacím řetězci buňky. Toto probíhá v mitochondriích a díky této reakci může buňka generovat dalších 34 molekul ATP. Celkový zisk je tedy 36 molekul ATP z jedné molekuly glukózy (2 ATP z anaerobní glykolýzy a 34 ATP z aerobní glykolýzy). Aerobně lze získávat energii (ATP) i z volných mastných kyselin a aminokyselin.

Konečným výsledkem glykolýzy je pyruvát, který může pokračovat jedním ze dvou následujících směrů:

  1. může být přeměněn na laktát (anaerobní cesta – glykolytická fosforylace)
  2. může být přesunut do mitochondrií (aerobní cesta – Krebsův cyklus)

Pro přehlednost můžeme uvést následující schéma glykolýzy:


Přehledné zapojení jednotlivých systémů dle intenzity a trvání výkonu můžeme vidět v následují tabulce.

Z pohledu procentuálního zastoupení jednotlivých systémů bychom mohli zapojení systémů popsat následovně:

Délka trvání

ATP-CP

LA

O2

5 s

85

10

5

10 s

50

35

15

15

65

20

1 min.

8

62

30

2 min.

4

46

50

4 min.

2

28

70

10 min.

1

9

90

30 min.

1

5

95

1 hod.

1

2

98

2 hod.

1

1

99

Adaptace metabolických drah

Adaptace metabolismu by se daly rozdělit do dvou hlavních kategorií podle typu zatížení a to na aerobní adaptace a anaerobní adaptace. Magnituda všech změn je podmíněna geneticky.

Aerobní adaptace

  • Vyšší průtok krve
  • Zvýšená kapacita svalů produkovat ATP
  • Zvýšená aerobní kapacita a vyšší VO2max
  • Vyšší aktivita mitochondrií a oxidativních enzymů (sukcinátdehydrogenáza, citrátsyntáza)
  • Větší zásoba glykogenu a volných mastných kys. (FFA) ve svalech
  • Schopnost efektivněji využít FFA (dostupnost, rychlost oxidace)
  • Schopnost šetřit glykogen během delšího cvičení

Anaerobní adaptace

  • Větší svalová síla
  • Zvýšená tolerance k acidobazické nerovnováze během cvičení vysoké intenzity
  • Mírně zvýšená aktivita ATP-CP a glykolytických enzymů
  • Zlepšení ekonomiky pohybu
  • Zvýšená pufrovací kapacita
Úkol k semináři

Připravte si na seminář, který energetický systém převažuje během Vámi vybraného sportu a popíšete pak, jakým tréninkem byste stimulovali jeho rozvoj.

Předchozí
Následující