Три Метаболические энергетические системы | Эль-Пасо, мануальный терапевт
Д-р Алекс Хименес, хиропрактик Эль Пасо
Надеюсь, вам понравились наши сообщения в блогах по различным темам, связанным с здоровьем, питанием и травмой. Пожалуйста, не стесняйтесь звонить нам или мне, если у вас есть вопросы, когда возникает необходимость обратиться за медицинской помощью. Позвоните в офис или я. Офис 915-850-0900 - Ячейка 915-540-8444 Отличные отзывы. Д-р J

Три Метаболических Энергетических Системы

Личное обучение 101

энергетический личный тренер

Как вы получаете энергию и как вы ее используете

Яйца томатов энергетической спаржиОбычно мы говорим об энергетике в общих чертах, как в «У меня сегодня не так много энергии» или «Вы можете ощущать энергию в комнате». Но что же такое энергия? Где мы можем заставить энергию двигаться? Как мы его используем? Как нам получить больше? В конечном счете, что контролирует наши движения? Три пути метаболической энергии - это фосфатная система, гликолиз и аэробная система. Как они работают, и каков их эффект?

Альберт Эйнштейн в своей бесконечной мудрости обнаружил, что полная энергия объекта равна массе объекта, умноженному на квадрат скорости света. Его формула для атомной энергии E = mc2, стала самой признанной математической формулой в мире. Согласно его уравнению, любое изменение энергии объекта вызывает изменение массы этого объекта. Изменение энергии может иметь различные формы, в том числе механические, термические, электромагнитные, химические, электрические или ядерные. Энергия вокруг нас. Свет в вашем доме, микроволновая печь, телефон, солнце; все передают энергию. Несмотря на то, что солнечная энергия, которая нагревает землю, сильно отличается от энергии, используемой для взлета холма, энергия, как говорит первый закон термодинамики, не может быть ни создана, ни разрушена. Он просто меняется с одной формы на другую.

Синтез ATP

энергияЭнергия для всей физической активности происходит от превращения высокоэнергетических фосфатов (аденозин трифосфат-АТФ) к фосфатам с более низкой энергией (аденозин diфосфат-АДФ; аденозин монофосфат-AMP; и неорганического фосфата, Pi). Во время этого распада (гидролиза) АТФ, который является процессом, требующим воды, образуются протон, энергия и тепло: АТФ + Н2O -© ADP + Pi + H+ + энергия + тепло. Поскольку наши мышцы не хранят много АТФ, мы должны постоянно их повторно синтезировать. Таким образом, гидролиз и ресинтез АТФ являются циклическим процессом - АТФ гидролизуется в АДФ и Рi, а затем ADP и Pi объединяются для ресинтеза ATP. Альтернативно, две молекулы ADP могут объединяться для производства АТФ и AMP: ADP + ADP -© ATP + AMP.

Как и многие другие животные, люди производят АТФ через три метаболических пути, которые состоят из многих химических реакций, катализируемых ферментами: системы фосфагена, гликолиза и аэробной системы. Какой путь, который ваши клиенты используют для первичной продукции ATP, зависит от того, насколько быстро он им нужен и сколько от него потребуется. Например, подъем тяжелых грузов требует энергии намного быстрее, чем бег на беговой дорожке, что требует зависимости от различных энергетических систем. Однако производство АТФ никогда не достигается за счет использования одной энергосистемы, а скорее благодаря скоординированному реагированию всех энергетических систем, способствующих разной степени.

1. Фосфагенная система

энергетическая женщина приседания на машинеВо время кратковременных интенсивных занятий необходимо, чтобы мышцы вырабатывали большое количество энергии, создавая высокий спрос на АТФ. Система фосфагена (также называемая системой ATP-CP) является самым быстрым способом ресинтезировать ATP (Robergs & Roberts 1997). Креатинфосфат (CP), который хранится в скелетных мышцах, подает фосфат ADP для получения АТФ: ADP + CP -© АТФ + С. В этом процессе не используют углевод или жир; регенерация АТФ происходит исключительно из хранимого СР. Поскольку этот процесс не требует кислорода для ресинтеза АТФ, он является анаэробным или независимым от кислорода. Как самый быстрый способ ресинтезировать АТФ, система фосфагена является преобладающей энергетической системой, используемой для тотальных упражнений продолжительностью примерно до 10 секунд. Однако, поскольку в скелетных мышцах имеется ограниченное количество хранимых СР и АТФ, усталость возникает быстро.

2. гликолиз

энергияГликолиз - это преобладающая энергетическая система, используемая для тотальных упражнений длительностью от 30 до примерно 2 минут и является вторым самым быстрым способом ресинтеза ATP. Во время гликолиза углевод в форме глюкозы в крови (сахара) или мышечного гликогена (хранящейся формы глюкозы) - разрушается посредством ряда химических реакций с образованием пирувата (гликоген сначала разлагается на глюкозу через процесс, называемый гликогенолиз). Для каждой молекулы глюкозы, разрушенной до пирувата через гликолиз, образуются две молекулы используемого АТФ (Brooks и др. 2000). Таким образом, через этот путь создается очень мало энергии, но компромисс заключается в том, что вы быстро получаете энергию. После образования пирувата он имеет две судьбы: превращение в лактат или превращение в метаболическую промежуточную молекулу, называемую ацетил коэнзимом А (ацетил-СоА), который проникает в митохондрии для окисления и производства большего количества АТФ (Robergs & Roberts 1997). Конверсия в лактат происходит, когда потребность в кислороде больше, чем при подаче (т. Е. Во время анаэробных упражнений). И наоборот, когда имеется достаточное количество кислорода для удовлетворения потребностей мышц (т. Е. Во время аэробных упражнений), пируват (через ацетил-КоА) входит в митохондрии и проходит через аэробный метаболизм.

Когда кислород не подается достаточно быстро, чтобы удовлетворить потребности мышц (анаэробный гликолиз), происходит увеличение ионов водорода (что приводит к снижению рН мышц, состояние, называемое ацидозом) и другим метаболитам (ADP, Pi и ионы калия). Ацидоз и накопление этих других метаболитов вызывают ряд проблем внутри мышц, включая ингибирование специфических ферментов, участвующих в метаболизме и сокращении мышц, ингибирование высвобождения кальция (спусковой крючок для сокращения мышц) с места его хранения в мышцах и вмешательство в электрические заряды мышц (Enoka & Stuart 1992; Glaister 2005; McLester 1997). В результате этих изменений мышцы теряют способность эффективно сокращаться, а производство мышц и интенсивность упражнений в конечном итоге уменьшаются.

3. Аэробная система

энергияПоскольку люди эволюционировали для аэробной деятельности (Hochachka, Gunga & Kirsch 1998, Hochachka & Monge 2000), неудивительно, что аэробная система, которая зависит от кислорода, является самой сложной из трех энергетических систем. Метаболические реакции, происходящие в присутствии кислорода, ответственны за большую часть клеточной энергии, вырабатываемой организмом. Однако аэробный метаболизм является самым медленным способом ресинтеза АТФ. Кислород, как патриарх метаболизма, знает, что стоит ждать, поскольку он контролирует судьбу выносливости и является жизнеобеспечением. «Я - кислород», - говорит он мышце с более чем намеком на превосходство. «Я могу дать вам много ATP, но вам придется подождать».

Аэробная система, включающая Цикл Кребса (также называемый цикл лимонной кислоты или цикл TCA) И электронная транспортная цепь- использует глюкозу, гликоген и жир в качестве топлива для ресинтеза АТФ в митохондриях мышечных клеток (см. Боковую панель «Характеристики энергетической системы»). Учитывая его местоположение, аэробная система также называется митохондриальное дыхание. При использовании углеводов глюкоза и гликоген сначала метаболизируются через гликолиз, причем полученный пируват используется для образования ацетил-СоА, который входит в цикл Кребса. Затем электроны, образующиеся в цикле Кребса, транспортируются через электронную транспортную цепь, где производятся АТФ и вода (процесс, называемый окислительного фосфорилирования) (Robergs & Roberts 1997). Полное окисление глюкозы через гликолиз, цикл Кребса и цепь переноса электронов продуцируют молекулы 36 АТФ для каждой молекулы глюкозы (Robergs & Roberts 1997). Таким образом, аэробная система производит 18 раз больше АТФ, чем анаэробный гликолиз от каждой молекулы глюкозы.

энергияЖир, который хранится как триглицерид в жировой ткани под кожей и в скелетных мышцах (называемый внутримышечный триглицерид), является другим основным топливом для аэробной системы и является самым большим запасом энергии в организме. При использовании жира триглицериды сначала разлагаются на свободные жирные кислоты и глицерин (процесс, называемый расщепление жира). Свободные жирные кислоты, которые состоят из длинной цепи атомов углерода, переносятся в митохондрии мышц, где атомы углерода используются для получения ацетил-СоА (процесс, называемый бета-окисления).

После образования ацетил-СоА метаболизм жиров идентичен углеводному обмену, при этом ацетил-СоА входит в цикл Кребса, а электроны транспортируются в электронную транспортную цепь с образованием АТФ и воды. Окисление свободных жирных кислот дает гораздо больше молекул АТФ, чем окисление глюкозы или гликогена. Например, окисление пальмитата жирной кислоты продуцирует молекулы 129 АТФ (Brooks и др. 2000). Неудивительно, что клиенты могут поддерживать аэробную деятельность дольше анаэробной!

Понимание того, как вырабатывается энергия для физической активности, важно, когда дело касается упражнений по программированию с должной интенсивностью и продолжительностью для ваших клиентов. Поэтому в следующий раз, когда ваши клиенты будут тренироваться и подумают: «У меня много энергия, «Вы точно узнаете, где они его получили.

Характеристики энергетической системы
энергия

Тренировки энергетической системы

Попросите клиентов разогреться и остыть до и после каждой тренировки.

Фосфагенная система

Эффективная тренировка для этой системы - короткие, очень быстрые спринты на беговой дорожке или велосипеде, длительность которых составляет 5-15 секунд с интервалами покоя 3-5 между ними. Длительные периоды отдыха позволяют полностью пополнить креатинфосфат в мышцах, чтобы его можно было повторно использовать на следующий интервал.

  • 2 наборы 8 x 5 секунд с максимальной скоростью с 3: пассивный отдых 00 и 5: 00 остальное между множествами
  • 5 x 10 секунд с максимальной скоростью с 3: 00-4: 00 пассивный отдых

гликолиз

Эта система может быть обучена с использованием быстрых интервалов продолжительностью 30 секунд до 2 минут с периодом активного восстановления в два раза дольше рабочего периода (отношение 1: 2 к остатку).

  • 8-10 x 30 секунд с 1: активное восстановление 00
  • 4 x 1: 30 быстро с 3: активное восстановление 00

Аэробная система

В то время как фосфагеновая система и гликолиз лучше всего тренируются с интервалами, потому что эти метаболические системы подчеркиваются только во время активности высокой интенсивности, аэробная система может обучаться как с непрерывными упражнениями, так и с интервалами.

  • 60 минут при максимальном пульсе 70% -75%
  • 15- до 20-минутной тренировки темпа при интенсивности лактатного порога (около 80% -85% максимальной частоты сердечных сокращений)
  • 5 x 3: 00 при 95% -100% максимальной частоты сердечных сокращений с 3: активное восстановление 00

by Джейсон Карп, доктор философии

читать далее кнопку

Ссылки:

Brooks, GA, et al. 2000. Физиология физических упражнений: биоэнергетика человека и его приложения.Mountain View, CA: Мэйфилд.

Enoka, RM, & Stuart, DG 1992. Нейробиология мышечной усталости. Журнал прикладной физиологии, 72 (5), 1631-48.

Glaister, M. 2005. Многократная спринтерская работа: физиологические реакции, механизмы усталости и влияние аэробной пригодности. Спортивная медицина, 35 (9), 757-77.

Hochachka, PW, Gunga, HC, & Kirsch, K. 1998. Наш предковый физиологический фенотип: адаптация к толерантности к гипоксии и к выносливости? Труды Национальной академии наук, 95, 1915-20.

Hochachka, PW, & Monge, C. 2000. Эволюция физиологии толерантности к гипоксии человека. Достижения в области экспериментальной и медицинской биологии, 475, 25-43.

McLester, JR 1997. Сокращение мышц и усталость: роль аденозина 5'-дифосфата и неорганического фосфата. Спортивная медицина, 23 (5), 287-305.

Robergs, RA & Roberts, SO 1997. Физиология упражнений: упражнения, эффективность и клинические применения. Бостон: Уильям К. Браун.