Cung cấp năng lượng

Cơ bắp cần năng lượng để thực hiện các chức năng của chúng. Các Cung cấp năng lượng có thể được đảm bảo theo nhiều cách khác nhau thông qua sự phân hủy và chuyển hóa các chất dinh dưỡng.

Nguồn cung cấp năng lượng là gì?

Việc cung cấp năng lượng cho các hoạt động của cơ có thể theo 4 cách khác nhau. Chúng khác nhau về tốc độ và số lượng chúng có thể cung cấp năng lượng. Cường độ hoạt động của cơ sẽ quyết định quá trình nào trong số này được sử dụng để cung cấp năng lượng.

Các quy trình khác nhau thường chạy song song với nhau. Trong quá trình kỵ khí (không có oxy) alactic (không có sự tấn công của lactate), dự trữ ATP (adenosine triphosphate) và dự trữ creatine phosphate cung cấp năng lượng trong một thời gian ngắn. Tuy nhiên, điều này chỉ đủ trong 6-10 giây, đối với các vận động viên được đào tạo tốt là tối đa 15 giây và được gọi là đạt thành tích tối đa trong lĩnh vực sức mạnh và tốc độ tối đa, nhanh chóng. Tất cả các quá trình khác đều yêu cầu sự hiện diện của glucose hoặc axit béo. Chúng cung cấp ATP (adenosine triphosphate) với số lượng khác nhau thông qua sự phân hủy hoàn toàn hoặc không hoàn toàn.

Với sự cung cấp năng lượng vi khuẩn lactic kỵ khí, glycogen, dạng dự trữ của glucose, bị phân hủy không hoàn toàn. Do đó quá trình này còn được gọi là quá trình đường phân kỵ khí. Kết quả là lactate và ít năng lượng, đủ cho 15-45 giây biểu diễn cường độ cao, đối với các vận động viên hàng đầu trong 60 giây. Đối với các hoạt động thể thao cường độ thấp, kéo dài, năng lượng thu được từ quá trình đốt cháy hoàn toàn glucose hoặc axit béo trong quá trình sản xuất năng lượng hiếu khí (có tiêu thụ oxy) diễn ra trong ti thể của tế bào cơ.

Chức năng & nhiệm vụ

Cơ bắp cần năng lượng để thực hiện các chức năng của chúng. Chúng chuyển đổi thành công cơ học để di chuyển các khớp hoặc ổn định các vùng trên cơ thể. Tuy nhiên, hiệu suất cơ học rất thấp, vì chỉ khoảng một phần ba năng lượng được cung cấp được sử dụng cho các yêu cầu động học. Phần còn lại được đốt cháy dưới dạng nhiệt, tỏa ra bên ngoài hoặc dùng để duy trì thân nhiệt.

Các vận động viên vận động nhanh hoặc những vận động viên liên quan đến gắng sức thể chất cao là quan trọng trong một thời gian ngắn lấy năng lượng của họ từ các kho dự trữ năng lượng nằm trong huyết tương của tế bào cơ. Những bộ môn điển hình đáp ứng được những yêu cầu này, chẳng hạn như chạy nước rút 100 mét, cử tạ hoặc nhảy cao.

Các hoạt động thể thao điển hình có thời lượng từ 40 - 60 giây dưới hiệu suất tối đa có thể là chạy 400 mét, trượt băng tốc độ 500 mét hoặc đi xe đạp đường đua 1000 mét, nhưng cũng là một chặng nước rút dài cuối cùng khi kết thúc một cuộc đua sức bền. Các cơ lấy năng lượng cho các hoạt động này từ quá trình chuyển hóa năng lượng lactic yếm khí. Ngoài lactate, nhiều ion hydro được tạo ra, dần dần axit hóa cơ và do đó đại diện cho yếu tố hạn chế đối với loại hoạt động thể thao này.

Trong trường hợp hoạt động thể thao trong thời gian dài, cường độ thấp, năng lượng phải được bổ sung liên tục để không xảy ra hiện tượng tích chất dẫn đến suy nhược. Nó thực hiện điều này bằng cách đốt cháy hoàn toàn glucose và axit béo thu được từ carbohydrate và chất béo. Cuối cùng, cả hai nguồn năng lượng đều kết thúc sau các giai đoạn phân hủy khác nhau như acetyl-coenzyme A trong chu trình citrate, nơi chúng bị phân hủy trong khi tiêu thụ oxy và cung cấp nhiều năng lượng hơn đáng kể so với quá trình đường phân kỵ khí.

Điều quan trọng là dự trữ chất béo của cơ thể có thể cung cấp năng lượng lâu hơn đáng kể so với dự trữ carbohydrate, mặc dù ở cường độ thấp hơn. Nếu các vận động viên sức bền không bổ sung nguồn cung cấp carbohydrate của họ ở giữa, có thể làm giảm hiệu suất đáng kể.

Bệnh tật & ốm đau

Tất cả các bệnh làm suy giảm sự phân hủy, vận chuyển và hấp thụ axit béo và glucose đều có hậu quả tiêu cực đối với việc cung cấp năng lượng. Trong bệnh tiểu đường, sự suy giảm cơ bản là sự hấp thụ glucose từ máu vào tế bào, nơi cần insulin. Tùy theo mức độ nặng nhẹ có thể dẫn đến tế bào cơ không được cung cấp đủ làm giảm hiệu suất hoạt động. Hậu quả của rối loạn hấp thu này là làm tăng lượng đường trong máu, một tín hiệu cho tuyến tụy sản xuất nhiều insulin hơn để giảm lượng dư thừa này. Ngoài những tổn thương cơ quan lâu dài do sự thay đổi thành phần của máu, quá trình này có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng huy động chất béo và dự trữ glucose trong gan. Sự hiện diện ngày càng nhiều của insulin thúc đẩy quá trình chuyển đổi glucose thành glycogen và hình thành chất béo dự trữ, ức chế sự huy động của các chất này để cung cấp năng lượng.

Các bệnh về gan như gan nhiễm mỡ, viêm gan, xơ hóa gan hay xơ gan đều có ảnh hưởng tương tự đến việc huy động chất béo, ngay cả khi cơ chế hoạt động khác nhau. Mặt khác, sự cân bằng giữa hấp thụ và lưu trữ chất béo và sự phân hủy và vận chuyển mặt khác bị xáo trộn trong các bệnh này do các khiếm khuyết về enzym, ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể.

Có một số bệnh hiếm gặp diễn ra trực tiếp trong các tế bào cơ và trong một số trường hợp gây hậu quả đáng kể cho những người bị ảnh hưởng. Các bệnh di truyền này được tóm tắt dưới thuật ngữ bệnh cơ chuyển hóa. Có 3 dạng cơ bản với các biến thể khác nhau: Trong các bệnh về ty thể, các khuyết tật di truyền gây ra rối loạn trong chuỗi hô hấp, điều này quan trọng đối với sự phân hủy hiếu khí của glucose. Điều này có nghĩa là không hoặc chỉ có một lượng nhỏ ATP được hình thành và có sẵn như một nguồn năng lượng. Ngoài các triệu chứng cơ, thoái hóa thần kinh ở phía trước. Trong trường hợp mắc bệnh dự trữ glycogen (dạng được biết đến nhiều nhất là bệnh Pompe), các khiếm khuyết di truyền làm gián đoạn quá trình chuyển đổi glycogen thành glucose. Bệnh này xảy ra càng sớm thì tiên lượng càng xấu. Bệnh dự trữ lipid cũng diễn ra tương tự, nhưng có vấn đề với việc chuyển hóa chất béo.

Một loạt các triệu chứng xảy ra với tất cả các bệnh. Ở cơ, đôi khi có sự giảm sút đáng kể về hiệu suất, nhanh chóng mệt mỏi, xuất hiện chuột rút cơ, giảm trương lực cơ và, với sự tiến triển kéo dài, suy nhược cơ.