Energiförsörjning

Muskler behöver energi för att utföra sina funktioner. De Energiförsörjning kan garanteras på olika sätt genom nedbrytning och omvandling av näringsämnen.

Vad är energiförsörjningen?

Energiförsörjningen för muskelaktiviteter är möjlig på fyra olika sätt. De skiljer sig i fråga om hastighet och hur mycket de kan leverera energi med. Muskelaktivitetens intensitet avgör vilken av dessa processer som används för att tillhandahålla energi.

De olika processerna går ofta sida vid sida. I den anaeroba (utan syre) alaktiska processen (utan laktatattack) ger ATP-lagring (adenosintrifosfat) och kreatinfosfatlagring energi under en kort tid. Detta räcker emellertid endast i 6-10 sekunder, för vältränade idrottare i upp till 15 sekunder och kallas upp för maximal prestanda inom området för maximal, snabb styrka och hastighet. Alla andra processer kräver närvaro av glukos eller fettsyror. De levererar ATP (adenosintrifosfat) i olika mängder genom fullständig eller ofullständig nedbrytning.

Med anaerob laktisk energiförsörjning bryts glykogen, lagringsformen av glukos, ofullständigt. Därför kallas denna process också anaerob glykolys. Resultatet är laktat och lite energi, som är tillräckligt för 15-45 sekunder av intensiv prestanda, för toppidrottare under 60 sekunder. För långvarig, lågintensiv sportaktivitet erhålls energin från fullständig förbränning av glukos eller fettsyror i aerob (med syreförbrukning) energiproduktionsprocesser som sker i muskelcellernas mitokondrier.

Funktion & uppgift

Muskler behöver energi för att utföra sina funktioner. De omvandlar detta till mekaniskt arbete för att flytta leder eller stabilisera områden i kroppen. Den mekaniska effektiviteten är emellertid mycket låg eftersom endast cirka en tredjedel av den tillhandahållna energin används för de kinetiska kraven. Resten bränns i form av värme, som antingen frigörs till utsidan eller används för att upprätthålla kroppstemperaturen.

Idrottare för vilka snabba rörelser eller de som involverar hög fysisk ansträngning är viktiga under en kort tidsperiod hämtar sin energi från energilagren som finns i muskelcellens plasma. Typiska discipliner som uppfyller dessa krav är till exempel 100 meter sprint, viktlyft eller höjdhopp.

Typiska idrottsaktiviteter som visar en varaktighet av 40 - 60 sekunder under maximal möjlig prestanda är 400 meter springa, 500 meter lång skridskoåkning eller 1000 meter bancykling, men också en lång slutlig sprint i slutet av ett uthållighetslopp. Musklerna erhåller energin för dessa aktiviteter från den anaeroba laktiska energimetabolismen. Förutom laktat produceras fler vätejoner som gradvis surgör musklerna och därmed utgör den begränsande faktorn för denna typ av sportaktivitet.

Vid långvarig, lågintensiv sportaktivitet måste energin ständigt fyllas på utan att det förekommer ämnen som leder till nedbrytning. Det gör detta genom att helt bränna glukos och fettsyror erhållna från kolhydrater och fetter. I slutändan hamnar båda energikällorna efter olika nedbrytningssteg som acetyl-koenzym A i citratcykeln, där de bryts ned medan de förbrukar syre och levererar betydligt mer energi än anaerob glykolys.

Det är betydelsefullt att kroppens fettreserver kan ge energi betydligt längre än kolhydratlagren, om än med lägre intensitet. Om uthållighetsidrottare inte lyckas fylla på kolhydrattillförselna däremellan kan det bli en betydande minskning av prestandan.

Sjukdomar och sjukdomar

Alla sjukdomar som försämrar nedbrytningen, transporten och absorptionen av fettsyror och glukos har negativa konsekvenser för energiförsörjningen. I diabetes är den primära nedsättningen absorptionen av glukos från blodet i cellerna, för vilket insulin krävs. Beroende på svårighetsgraden kan detta leda till otillräcklig tillgång i muskelcellerna, vilket minskar prestandan. Konsekvensen av denna absorptionsstörning är ökningen av blodsockernivån, en signal för bukspottkörteln att producera ännu mer insulin för att minska detta överskott. Förutom den långsiktiga organskada orsakad av förändringar i blodets sammansättning har denna process en direkt inverkan på möjligheterna att mobilisera fett- och glukosreserver i levern. Den ökade närvaron av insulin främjar omvandlingen av glukos till dess lagringsform glykogen och bildandet av lagringsfett, vilket hämmar mobiliseringen av dessa ämnen för energiladning.

Leversjukdomar som fet lever, hepatit, leverfibros eller levercirrhos har liknande effekter på fettmobilisering, även om verkningsmekanismerna är olika. Balansen mellan fettabsorption och lagring å ena sidan och nedbrytning och transport å andra sidan störs vid dessa sjukdomar på grund av enzymatiska defekter, med effekter på total prestanda.

Det finns några sällsynta sjukdomar som förekommer direkt i muskelcellerna och i vissa fall har betydande konsekvenser för de drabbade. Dessa genetiska sjukdomar sammanfattas under termen metaboliska myopatier. Det finns tre grundläggande former med olika varianter: Vid mitokondrala sjukdomar orsakar de genetiska defekterna störningar i andningskedjan, vilket är viktigt för aerob nedbrytning av glukos. Detta innebär att antingen ingen eller endast en liten mängd ATP bildas och görs tillgänglig som energikälla. Förutom muskelsymtomen finns neurala degenerationer i förgrunden. När det gäller glykogenlagringssjukdom (den mest kända formen är Pompesjukdom) stör de genetiska defekterna omvandlingen av glykogen till glukos. Ju tidigare denna sjukdom inträffar, desto sämre är prognosen. Lipidlagringssjukdomen uppträder på liknande sätt, men det finns problem med fettomvandling.

En mängd olika symtom förekommer vid alla sjukdomar. I musklerna är det ibland avsevärda minskningar i prestanda, snabb trötthet, förekomst av muskelkramper, muskelhypotoni och, med långvarig progression, muskelavfall.