Energiforsyning

Muskler trenger energi for å utføre funksjonene sine. De Energiforsyning kan garanteres på forskjellige måter gjennom nedbrytning og omdannelse av næringsstoffer.

Hva er energiforsyningen?

Energiforsyningen til muskelaktiviteter er mulig på 4 forskjellige måter. De er forskjellige når det gjelder hastighet og mengde de kan levere energi med. Intensiteten av muskelaktivitet bestemmer hvilken av disse prosessene som brukes til å gi energi.

De forskjellige prosessene går ofte side om side. I den anaerobe (uten oksygen) alaktiske (uten laktatangrep) prosessen gir ATP-lagring (adenosintrifosfat) og kreatinfosfatlagring energi i kort tid. Dette er imidlertid bare tilstrekkelig i 6-10 sekunder, for veltrente idrettsutøvere i opptil 15 sekunder og blir kalt opp til maksimal ytelse i området med maksimal, rask styrke og hastighet. Alle andre prosesser krever tilstedeværelse av glukose eller fettsyrer. De leverer ATP (adenosintrifosfat) i forskjellige mengder gjennom fullstendig eller ufullstendig nedbrytning.

Ved anaerob melkesykeforsyning blir glykogen, lagringsformen for glukose, brutt ned ufullstendig. Derfor kalles denne prosessen også anaerob glykolyse. Resultatet er laktat og lite energi, som er tilstrekkelig i 15-45 sekunder med intens ytelse, for toppidrettsutøvere i 60 sekunder. For langvarige sportslige aktiviteter med lav intensitet oppnås energien fra fullstendig forbrenning av glukose eller fettsyrer i aerobe (med oksygenforbruk) energiproduksjonsprosesser som foregår i muskelcellens mitokondrier.

Funksjon & oppgave

Muskler trenger energi for å utføre funksjonene sine. De konverterer dette til mekanisk arbeid for å bevege ledd eller stabilisere områder av kroppen. Den mekaniske virkningsgraden er imidlertid veldig lav, ettersom bare omtrent en tredjedel av energien som leveres brukes til kinetiske krav. Resten brennes i form av varme, som enten frigjøres til utsiden eller brukes til å opprettholde kroppstemperaturen.

Idrettsutøvere som raske bevegelser eller som involverer høy fysisk anstrengelse er viktig over kort tid, henter energien fra energilagrene som er plassert i muskelcellens plasma. Typiske fagfelt som tilfredsstiller disse kravene er for eksempel 100 meter sprint, vektløfting eller høydehopp.

Typiske sportslige aktiviteter som viser en varighet på 40 - 60 sekunder under maksimal mulig ytelse, er 400 meter løp, 500 meter hurtigløp eller 1000 meter banesykling, men også en lang finalespurt på slutten av et utholdenhetsløp. Musklene får energi til disse aktivitetene fra den anaerobe melkeenergi-metabolismen. I tillegg til laktat blir det produsert flere hydrogenioner som gradvis surgjør muskelen og dermed representerer den begrensende faktoren for denne typen sportslige aktiviteter.

Ved langsiktige, lavintensive sportslige aktiviteter, må energien kontinuerlig fylles på uten forekomst av stoffer som fører til sammenbrudd. Det gjør dette ved å fullstendig forbrenne glukose og fettsyrer hentet fra karbohydrater og fett. Til slutt ender begge energikildene opp etter forskjellige nedbrytningstrinn som acetyl-koenzym A i sitratsyklusen, hvor de nedbrytes mens de forbruker oksygen og leverer betydelig mer energi enn anaerob glykolyse.

Det er viktig at kroppens fettreserver kan gi energi betydelig lenger enn karbohydratlagrene, om enn med lavere intensitet. Hvis utholdenhetsidrettsutøvere ikke klarer å fylle på karbohydratforsyningen i mellom, kan det være et betydelig fall i ytelsen.

Sykdommer og plager

Alle sykdommer som svekker nedbrytning, transport og absorpsjon av fettsyrer og glukose har negative konsekvenser for energiforsyningen. Ved diabetes er den primære svekkelsen absorpsjonen av glukose fra blodet inn i cellene, som insulin er nødvendig for. Avhengig av alvorlighetsgrad, kan dette føre til utilstrekkelig tilførsel i muskelcellene, noe som reduserer ytelsen. Konsekvensen av denne absorpsjonsforstyrrelsen er økningen i blodsukkernivået, et signal for bukspyttkjertelen til å produsere enda mer insulin for å redusere dette overskuddet. I tillegg til den langsiktige organskaden forårsaket av endringer i blodsammensetningen, har denne prosessen en direkte innvirkning på mulighetene for å mobilisere fett- og glukosereserver i leveren. Den økte tilstedeværelsen av insulin fremmer omdannelsen av glukose til dens lagringsform glykogen og dannelsen av lagringsfett, som hemmer mobiliseringen av disse stoffene for energiforsyning.

Leversykdommer som fet lever, hepatitt, leverfibrose eller levercirrhose har lignende effekter på mobilisering av fett, selv om virkningsmekanismene er forskjellige. Balansen mellom fettopptak og lagring på den ene siden og nedbrytning og transport på den andre siden forstyrres i disse sykdommene på grunn av enzymatiske defekter, med innvirkning på den generelle ytelsen.

Det er noen sjeldne sykdommer som finner sted direkte i muskelcellene og i noen tilfeller har betydelige konsekvenser for de berørte. Disse genetiske sykdommene er oppsummert under betegnelsen metabolske myopatier. Det er 3 grunnleggende former med forskjellige varianter: Ved mitokondrale sykdommer forårsaker de genetiske defekten forstyrrelser i luftveiene, noe som er viktig for den aerobe nedbrytningen av glukose. Dette betyr at ingen eller bare en liten mengde ATP blir dannet og gjort tilgjengelig som energikilde. I tillegg til muskelsymptomene er nevrale degenerasjoner i forgrunnen. Ved glykogenlagringssykdom (den mest kjente formen er Pompesykdom), forstyrrer de genetiske defektene omdannelsen av glykogen til glukose. Jo tidligere denne sykdommen oppstår, desto dårligere er prognosen. Lipidlagringssykdommen oppfører seg på samme måte, men det er problemer med fettkonvertering.

En rekke symptomer forekommer med alle sykdommer. I musklene er det noen ganger betydelige reduksjoner i ytelse, rask utmattelse, forekomst av muskelkramper, muskelhypotoni og, med langvarig progresjon, muskelsvinn.