Energetický metabolizmus počas cvičenia
Podmienky odpočinku
V pokoji, za bazálnych metabolických podmienok, organizmus získava svoju energiu hlavne spaľovaním glukózy a mastných kyselín. Pomer oxidovanej glukózy k oxidovaným mastným kyselinám závisí v zásade od toho, či osoba práve jedla, tj. Môže ponúknuť veľa glukózy, alebo či už dlhšiu dobu nekonzumuje žiadne kalórie. Potom primárne spaľuje mastné kyseliny.
Pomocou takzvanej spiroergometrie môžete celkom presne určiť, koľko kalórií sa spotrebuje a či pochádzajú zo spaľovania glukózy alebo mastných kyselín za pokojných podmienok. (pozri nepriama kalorimetria). Je to možné, pretože keď sa izoluje z glukózy na mol kyslíka, vytvorí sa 1 mol CO2, ale pri spaľovaní mastných kyselín sa vytvorí iba 0,7 mol CO2/mol O2.
Začiatok zaťaženia
V pokoji sú naše systémy poskytujúce energiu prepnuté do stavu základného zaťaženia. Organizmus poskytuje iba toľko chemickej energie, koľko je potrebné. K dispozícii je rezervoár fosfátov bohatých na energiu (ATP a kreatínfosfát), ktoré je možné okamžite - takmer výbušne - pripraviť na let alebo boj. Aktivácia dodávky aeróbnej energie, to znamená dodávky energie, pri ktorej sa spotrebuje kyslík, na spaľovanie glukózy trvá niekoľko sekúnd, zásoba mastných kyselín ešte o niečo dlhšie. V tejto fáze, ak je to potrebné, dochádza k neoxidačnému (anaeróbnemu) prísunu energie prostredníctvom laktátu. Glukóza je rozdelená iba s 2 molekulami ATP, ktoré sú k dispozícii.
Ak si myslíte, že počas oxidácie sa z 1 molekuly glukózy vytvorí aeróbny metabolizmus (t. J. So spotrebou kyslíka), 38 molekúl ATP, je zrejmé, že anaeróbny prísun energie je iba akýmsi núdzovým generátorom energie, ktorý začína dodávkou aeróbnej energie. je opäť vypnutý.
Stres tela
Väčšinu údajov o dodávke energie počas fyzickej námahy máme zo spiroergometrických záťažových testov, pri ktorých sa fyzická námaha zvyšuje v rôznych intervaloch, a to buď v krátkodobých, malých krokoch (test na rampe) alebo vo väčších prírastkoch každé tri až štyri minúty (krokový test). Tento test okrem iného meria, koľko CO2 sa vydychuje (VCO2) a koľko O2 sa absorbuje dychom (VO2). Pomer VCO2 k VO2, respiračný kvocient alebo skôr respiračná výmenná rýchlosť (RER) umožňuje vyvodiť záver o tom, koľko energie sa oxidáciou získalo z mastných kyselín alebo z glukózy. Podrobnosti pozri: Nepriama kalorimetria. Príslušné kapitoly poskytujú podrobné informácie o významných dezinterpretáciách vyplývajúcich z tlmenia tvorby laktátu a hypervetilácie.
Tento postup vedie k zvýšeniu laktátu v krvi, čo vedie k výdychu CO2 pľúcami, ktorý je nezávislý na dodávke energie, v dôsledku tlmenia (ďalšie podrobnosti nájdete v pulze spaľovania tukov). Ak sa neuvažuje s uvoľňovaním CO2 v dôsledku tlmenia, potom sa zvýšenie podielu VCO2/VO2 (respiračný kvocient, RQ alebo lepšie RER, rýchlosť výmeny dýchania) nesprávne interpretuje ako pokles, dokonca aj ako zastavenie spaľovania tukov na veľmi intenzívnych úrovniach., fyzický stres.
Na rozdiel od pokojových podmienok je preto jednoduchý odhad pomeru glukózy k spaľovaniu tukov pri tomto type záťažového testu možný iba vtedy, ak sa navyše stanoví stanovením krvných plynov, aký vysoký podiel CO2 nie je z metabolizmu, ale skôr výsledky laktátového pufru (Lotz et al 2019). Po prvé: proporcie glukózy a tuku, ktoré sa používajú na výrobu energie, sa ani pri maximálnom strese významne nemenia!
Z RER, dokonca aj pri strese, bez ďalšej analýzy krvných plynov možno vyvodiť závery o dodávke energie prostredníctvom oxidácie glukózy alebo mastných kyselín, ak sa vyšetrí laktát v ustálenom stave, t. J. Keď sa laktát nezvýšil po dobu asi 10 minút, t. J. Na rovnakej úrovni. Nepretržité zaťaženie.
So zvyšujúcou sa expozíciou dochádza k opätovnému nárastu laktátu. Pretože laktát sa tvorí z glukózy bez použitia glukózy, to znamená anaeróbne, s nárastom laktátu sa hovorí o prechode z aeróbneho metabolizmu na zmiešaný aeróbny/anaeróbny metabolizmus s ďalším zvýšením anaeróbneho metabolizmu.
V literatúre sa takmer vždy píše, že nárast laktátu naznačuje, že prísun energie pre cvičenie je čoraz anaeróbnejší, to znamená čoraz viac bez spotreby kyslíka. Ak by mal byť podiel anaeróbneho metabolizmu na dodávke energie značný, dalo by sa očakávať, že spotreba kyslíka na watt v hornom rozsahu výkonu bude musieť byť podstatne nižšia ako v rozsahu čisto aeróbnom.
Typický priebeh absorpcie kyslíka v priebehu stupňovitého zaťaženia (plus 40 W každé 4 minúty) u 24-ročného športovca s hmotnosťou 80 kg a výškou 183 cm. Skutočne nameraná spotreba kyslíka sa zvyšuje lineárne. Bodkovaná červená čiara ukazuje, ako by spotreba kyslíka musela stúpať pomalšie, ak by podstatná časť (najmenej 10%) výroby energie bola anaeróbna.
Vyššie uvedený obrázok však ukazuje, že so zvyšujúcim sa zaťažením (meraným vo wattoch) nedochádza k znižovaniu spotreby kyslíka. Pretože spotreba kyslíka/watt nie je v takzvanom anaeróbnom rozmedzí významne nižšia ako pri nízkych stresových úrovniach, je to podiel laktátu v dodávke energie, podiel anaeróbneho metabolizmu v dodávke energie pre rôzne úrovne stresu v súbore, ktorý sme skúmali vypočítať.
Základom pre výpočet sú údaje, ktoré sme zhromaždili od 8 športovcov, ktorí boli podrobení krokovému testu so zvýšením záťaže každé 4 minúty o 40 wattov (Lotz. Et al, 2019). Okrem stanovenia laktátu sa u týchto testovaných osôb uskutočnila analýza krvných plynov a analýza dýchacích plynov (spiroergometria). Podrobnosti o vyšetrení sú uvedené v kapitole „Pulz spaľovanie tukov“.