Metabolismus
Zdokonalení techniky
Metabolismus je souhrn dějů, které v našem těle slouží k tvorbě energie a látek potřebných pro jeho činnost. V našem organismu probíhají katabolické a anabolické pochody.
Katabolismus je proces, během kterého se rozkládají látky za současného uvolnění energie. Charakterizujeme ho chyběním rezerv glykogenu a mobilizací nesacharidových zdrojů energie – tuků a bílkovin. Katabolismus nastává při zvýšení pohybové aktivity a při udržení životních funkcí.
Anabolismus je naopak proces, při kterém dochází k tvorbě látek, při které se energie spotřebovává. Nabídka substrátu je vyšší než jejich okamžitá potřeba. Organismus si vytváří energetické rezervy, dochází k obnově a novotvorbě tkání. Anabolické děje převažují v situacích, kdy je tělesná aktivita omezena.
Základní živiny (sacharidy, lipidy, proteiny) jsou obsažené v potravě, kterou jíme. Ty se pomocí trávicího systému přeměňují a vstřebávají v našem těle. Sacharidy se štěpí na jednoduché sacharidy (monosacharidy), nejvýznamnější z nich je glukóza. Lipidy se rozkládají na volné mastné kyseliny a glycerol. Proteiny jsou štěpeny na aminokyseliny. Tyto jednoduché látky pak již mohou vstupovat do složitějších procesů. Sacharidy jsou využívány při anaerobní i aerobní aktivitě. ATP se resyntézuje z glykogenu (svalový glykogen, jaterní glykogen), který se přeměňuje na glukózu. Zásoby glykogenu jsou v našem těle omezené. Lipidy jsou využívané při vytrvalostní pohybové aktivitě, prováděné nízkou intenzitou. Pro resyntézu ATP se využívá volných mastných kyselin. Nejméně je ATP resyntézován z proteinu, za pomocí glukoneogeneze vzniká glukóza.
Metabolismus svalu
Aby se svaly při zátěži mohly kontrahovat, potřebují k tomu energii (obr. 6). Tu svaly berou z adenosintrifosfátu (ATP), který je ve svalech. ATP není ve svalech moc a při jeho vyčerpání je potřeba jej resyntézovat z dalších zdrojů. Těmito zdroji jsou ve svalu kreatinfosfát (CP) a svalový glykogen. Další zdroje glykogenu jsou uloženy v játrech a člověk dokáže taktéž resyntézovat ATP z tuků, resp. volných mastných kyselin. Podle intenzity a délky zatížení organismus využívá různé způsoby energetického krytí.
Obrázek 6 Energie pro svaly
ATP-CP systém
V tomto případě jsou zdrojem energie pro svalovou kontrakci výše zmiňovaný ATP a CP (obr. 7, 8, 9). Ke zisku energie pro svalovou kontrakci dochází anaerobní cestou (bez přístupu kyslíku).
Obrázek 7 Molekula ATP
Obrázek 8 ATPáza (rozklad ATP a vznik energie pro svalový stah)
Obrázek 9 Resyntéza ATP z CP
Anaerobní glykolýza
Jedná se o chemickou reakci, při které se ATP obnovuje z glykogenu, resp. glukózy cestou anaerobní (bez přístupu kyslíku). Při těchto pochodech ve svalech vzniká sůl kyseliny mléčné – laktát. Tento energetický systém produkuje 2 molekuly ATP. Glykolýza – Přeměna glukózy na 2 molekuly pyruvátu za čistého výtěžku z molekul ATP a 2 molekul NADH (anaerobní štěpení glukózy na pyruvát a laktát) – viz. obr. 10.
Oxidativní systém
Je chemická reakce, při které k resyntéze ATP dochází aerobní cestou (za přístupu kyslíku). Zdrojem energie je jak glykogen, resp. glukóza, tak volné mastné kyseliny. Aerobní glykolýza probíhá v cytoplazmě buňky. Za přístupu kyslíku dochází ke vzniku 34 molekul ATP z glykogenu, resp. glukózy (obr. 10).
Obrázek 10 Anaerobní a aerobní glykolýza
Pro resyntézu ATP se využívá volných mastných kyselin, ty jsou v mitochondriích svalových vláken přeměněny na acetyl CoA. Acetyl CoA vstupuje do Krebsova cyklu a je tak umožněn vznik molekul ATP.
Jednotlivé energetické systémy se zapojí podle intenzity provozované pohybové aktivity. Pokud je výkon prováděn maximálním výkonem, postupně se v čase zapojují všechny systémy (obr. 11, 12).
Obrázek 11 Energetické krytí při maximální zátěži
Obrázek 12 Způsoby energetického krytí při maximální zátěži
Typy svalových vláken
Svalová vlákna se v našem těle liší podle určitých vlastností. I když je v dnešní době známo skoro už kolem třiceti typů svalových vláken, v praxi se využívá základních tří typů vláken:
Pomalé červené svalové vlákno I (SO – slow oxidative)
Pomalé červené svalové vlákno se vyznačuje vysokou aerobní kapacitou a odolností vůči únavě. Naopak má nízkou anaerobní kapacitu a není tedy schopno vykonávat velkou svalovou sílu. Svalová kontrakce probíhá relativně pomalu – 110 ms/svalový stah. V jedné motorické jednotce je přibližně 10-180 svalových vláken.
Rychlé červené vlákno IIa (FOG – fast oxidative glykolitic)
Rychlé červené vlákno má některé vlastnosti jako vlákno pomalé, jiné jako vlákno typu IIx. Toto vlákno se vyznačuje střední aerobní kapacitou a odolností vůči únavě. Má také vysokou anaerobní kapacitu a je schopno vykonávat velkou svalovou sílu. Kontrakce probíhá rychlostí 50ms/svalový stah. V jedné motorické jednotce je přibližně 300-800 vláken.
Rychlé bílé vlákno IIx (FG – fast glykolitic)
Rychlé bílé vlákno má na rozdíl od předešlých nízkou aerobní kapacitu a je rychle unavitelné. Naopak má největší anaerobní kapacitu a je schopno vykonávat velkou svalovou sílu. Kontrakce probíhá rychlostí 50ms/svalový stah. V jedné motorické jednotce je přibližně 300-800 vláken.
Podíl těchto typů svalových vláken je dán geneticky (až z 90%) (Jančík a kol., 2007). Podíl vláken je individuální, průměr populace má podíl rychlých a pomalých vláken 1:1. Následující obr. 13 uvádí podíl rychlých a pomalých vláken u různých sportovců.
Obrázek 13 Podíl rychlých (typ IIa a IIx) a pomalých (typ I) vláken u různých sportovců
Při svalové práci se aktivují jednotlivé typy svalových vláken podle intenzity svalové kontrakce. Při zátěži prováděné nízkou intenzitou jsou aktivována především pomalá vlákna. Se zvyšující se intenzitou se postupně aktivují rychlá vlákna. V našem těle také není podíl vláken v různých svalech stejný. Posturální svaly obsahují více pomalých vláken.