Základy energetického metabolizmu, chudnutie, výživa, spaľovanie tukov, športová výživa
Tí, ktorí chcú dlhodobo chudnúť, by mali najskôr porozumieť fyziológii tela. Tu sa dozviete najdôležitejšie základy metabolizmu.
Príjem, premena a vylučovanie rôznych látok je najdôležitejšou súčasťou organizmu. Toto sa nazýva metabolizmus alebo látková premena. Väčšina športovcov bude v tejto súvislosti počuť o anabolizme (vytváraní chemických metabolických procesov) a katabolizme (odbúravaní chemických metabolických procesov). Tento článok má poskytnúť zjednodušený prehľad najdôležitejších metabolizmov vyskytujúcich sa v ľudskom tele.
Výroba energie
Na rozdiel od rastlín sú ľudia a všetky zvieratá heterotrofné organizmy. To znamená, že potrebujú organické látky, živiny, na to, aby si vytvorili bunky a udržali si svoju životnú funkciu.
Používajú sa na výrobu energie, na chemické procesy a na udržanie telesnej teploty. Aby bolo možné udržať takzvaný energetický metabolizmus, musí sa dodať dostatočné množstvo energetických zdrojov (ako sú tuky, sacharidy a bielkoviny).
Palivo, ktoré poháňa telo a hýbe svalmi, je primárnym zdrojom energie adenozíntrifosfát (skrátene ATP). Ak sa to rozpadne, vytvorí sa adenozíndifosfát (ADP), fosfátový zvyšok a energia. Uloženie ATP do svalu je však veľmi obmedzené a trvá iba 0-3 sekundy, takže ho treba čo najrýchlejšie doplniť. To sa deje na jednej strane prostredníctvom „Recyklenových“ mittelov zvyšného ADP pomocou adenozínmonofosfátu (AMP) na nový ATP, na druhej strane prostredníctvom ďalšej fosfátovej väzby, kreatínfosfátu (KrP). Ale tiež úložná kapacita KrP je obmedzená na približne 9 sekúnd. Toto obdobie teda predstavuje fázu anaeróbnej výroby energie z kyseliny mliečnej - bez tvorby laktátu a bez spotreby kyslíka.
Procesy dodávajúce energiu
Okrem týchto primárnych zdrojov energie má telo logicky aj ďalšie spojenia na prepracovanie ATP, aby bolo schopné vykonávať pohyby s časovým rozpätím viac ako 9 sekúnd.
Sacharidy sa ukladajú alebo sú prítomné ako glykogén vo svale a ako glukóza v krvi a sú jedinými substrátmi, ktoré sú vhodné na spracovanie ATP bez obsahu kyslíka. Čím väčšie je zaťaženie, tým vyšší je jeho podiel na výdaji energie, zatiaľ čo pri ľahkom až strednom zaťažení sa jeho príspevok zmenšuje pod 50% a do popredia sa dostáva ďalší substrát.
Tuky sa nachádzajú takmer vo všetkých bunkách, ale ich hlavný úložný priestor je v podkožnom tukovom tkanive. Poskytujú viac ako dvakrát toľko energie ako sacharidy, ale potrebujú kyslík na odbúravanie mastných kyselín a s tým spojenú tvorbu energie (aeróbny metabolizmus). Bielkoviny majú predovšetkým konštruktívnu funkciu, a preto nie sú zdrojom energie, ale môžu sa tiež premeniť na jednu v prípade nedostatku, tj. Pri absencii dvoch vyššie spomenutých látok. Ich energetická hodnota je potom porovnateľná s uhľohydrátom.
Tri metabolické procesy týchto látok sú:
1) glykolýza
Keď sa glukóza rozkladá na pyruvát, tento proces sa nazýva glykolýza. Tento proces prebieha v sarkoplazme svalovej bunky. Produkuje sa vodík, ktorý sa viaže na koenzým NAD a následne sa oxiduje v dýchacom reťazci. Uvoľnená energia sa používa na tvorbu ATP a KrP. Výsledný pyruvát sa teraz dá ďalej rozdeliť dvoma spôsobmi.
Bez kyslíka sa produkuje laktát, a preto sa tiež nazýva produkcia mliečnej energie. Táto možnosť už prevláda po 5 sekundách - to znamená, že je stále v anaeróbnej alaktickej fáze - a maximálnu intenzitu dosahuje po približne 20 sekundách.
Ak sa naopak pyruvát štiepi ďalej kyslíkom za vzniku oxidu uhličitého a vody, hovorí sa o tvorbe aeróbnej energie. Aeróbne použitie je rýchlejšie, má však nevýhodu v tom, že zbytočne míňa energiu a môže viesť k prekysleniu svalov v dôsledku tvorby laktátu, čo znemožňuje ďalší pohyb. Po 45 sekundách je podiel glykolýzy na celkovom prívode energie maximalizovaný a v nasledujúcom čase opäť klesá. Po 3 minútach prevláda aeróbny prísun energie.
2) Cyklus kyseliny citrónovej
Aeróbna energia sa vyrába vo vlastných elektrárňach bunky (mitochondrie). Aktívny kyselina octová acetylkoenzým A (acetyl-CoA) je tvorený z už spomínaného pyruvátu, mastných kyselín a zriedkavejšie z aminokyselín. Pri ďalšom rozklade tejto kyseliny sa znova vytvára oxid uhličitý a vodík. V nasledujúcom dýchacom reťazci sa využíva vysoký energetický potenciál vodíka a nakoniec sa pomocou vodíkovej reakcie vytvára voda. Tu je tiež potrebné spomenúť rozdielnu energetickú bilanciu, pretože 1 mol glukózy (uhľohydrát) produkuje 38 mol ATP a 1 mol triglyceridu (tuk) produkuje 129 mol ATP. Ponuka a súvisiaci výkon pri tejto výrobe energie sú takmer nekonečné.
Metabolizmus tukov pokrýva energetickú potrebu počas nízkeho stresu a počas fáz odpočinku. Enzým lipáza najskôr v tukovej bunke štiepi molekulu tuku na 3 molekuly mastných kyselín a jednu molekulu glycerínu. Glycerín sa ďalej spracováva v glykolýze. Mastné kyseliny sa ďalej štiepia a nakoniec končia ako kyselina octová. Tento proces sa nazýva beta oxidácia. To opäť uvoľňuje energiu a vytvára acetyl-CoA, ktorý sa ďalej spracováva v cykle kyseliny citrónovej uvedenom vyššie. Na to je nevyhnutný oxaloacetát, ktorý sa produkuje počas štiepenia glukózy. Tu by sa mala objasniť synergia metabolizmu uhľohydrátov a spaľovania tukov, bez odbúravania glukózy sa tiež nedá spáliť žiadny tuk.
Heslo teda znie: Tuky horia v ohni sacharidov!
Energetické požiadavky
Energia uložená v živinách je teraz vyjadrená v jouloch (J). Skutočne zastaraný výraz kalórie (kal) je stále bežnejší. 1 kilokalória zodpovedá asi 4,19 kilojoulom. Jedno kilokalórie predstavuje energiu, ktorá je potrebná na zohriatie litra vody od 14,5 do 15,5 stupňa Celzia. Energia uvoľnená spálením jedného gramu sa nazýva výhrevnosť rôznych látok. Pre sacharidy je to 17,2 kJ (4,1 kcal), bielkoviny 17,2 kJ (4,1 kcal) a tuky 38,9 kJ (9,3 kcal).
Denná energetická potreba človeka závisí od veku, pohlavia a individuálnej fyzickej a duševnej práce. Rozlišuje sa
- bazálny metabolizmus, ktorý udáva množstvo energie, ktoré človek potrebuje na životne dôležité metabolické procesy za 24 hodín úplného odpočinku a postele,
- obrat alebo výkon práce, ktorým sa rozumie dodatočná energia použitá na vykonanú fyzickú prácu, a
- celkový obrat, súčet GU a AU.
Existuje veľa rôznych zložitých a presných vzorcov na výpočet GU a AU. Tento jednoduchý vzorec GU by mal slúžiť ako sprievodca:
| Bazálny metabolizmus žien v Kcal za deň | Bazálny metabolizmus človeka v Kcal za deň |
| 700 + 7 x kg telesnej hmotnosti | 900 + 10 x kg telesnej hmotnosti |
Toto je hodnota, ktorú treba mať na pamäti pri štúdiu stravovania, stravovacích návykov, kondície a vlastných stravovacích návykov.