Michał Maciejewski

ATP

Tuesday, 3. July 2007, 19:19:38

Waluta energetyczna.

Aby organizm mógł prawidłowo funkcjonować, odpowiadać w optymalny sposób na trudy treningowe, potrzebne mu są stałe dostawy energii. Posiłkując się, dostarczając mu tlenu oraz wody, zapewniamy regularne zaopatrzenie w niezbędną energię.

Z pokarmów do przewoźnika energii

W jaki sposób cząsteczki elementarne jak azot, węgiel, wodór, tlen dostarczane wraz z pokarmem pozwalają organizmowi na czerpanie energii. Nie mogą być one użyte bezpośrednio, ponieważ powiązania pomiędzy molekułami w pożywieniu są słabe i ich rozbicie uwalnia bardzo mało energii.

Otóż energia pochodząca z pokarmów jest rozbijana oraz składowana wewnątrz komórek pod postacią związku energetycznego - ATP, dla wtajemniczonych: adenozyny trifosforanu lub trzyfosforanu.

ATP jest używany do wszystkich procesów zachodzących w naszym organizmie - praca systemu trawiennego, przesyłanie informacji drogą systemu nerwowego, synteza tkanek (białka), krążenie krwi oraz praca mięśni. Do każdego z tych procesów, organizm potrzebuje energii, która zapewniana jest dzięki ATP.

Jedna molekuła ATP składa się z, jak sama nazwa wskazuje, adenozyny oraz trzech połączeń fosforanu. Aby rozłożyć dokładniej, jedna molekuła adenozyny składa się z molekuły adeniny oraz rybozy.

ATP = Adenozyna + Fosforan + Fosforan + Fosforan

Dla nas najbardziej istotny jest fakt, że związki między fosforanami są bogate w energię. Dzięki rozbiciu ostatniego połączenia, energia może być uwolniona. W skutek tego procesu ATP zmienia się na ADP, czyli tzw. adenozynę dwufosforan.

ADP = Adenozyna + Fosforan + Fosforan

Teoretycznie więc posiadamy w komórkach elementy, które pozwalają wyprodukować pracę mechaniczną mięśni. Do cyklu skurczu mięśniowego (post - "aktyna i miozyna") czyli zaczepieniu głowy miozyny na włóknie aktyny, przechyleniu powodującym skrócenie włókien oraz rozkurczu, organizm używa ATP.

W czym więc polega problem. Otóż zasoby komórkowe w ATP są ograniczone i wyczerpują się w szybkim tempie (zależy to także od intensywności wysiłku). Niezbędne jest, więc nieustanne odnawianie składów ATP, aby możliwa była nieprzerwana produkcja energii - aby możliwe było kontynuowanie wysiłku na optymalnym poziomie. Jako, że ATP nie jest przenoszone przez krew, odtworzenie jego rezerwy odbywa się na poziomie komórkowym.

Owa sytuacja ma także swoje niezaprzeczalne plusy - molekuły ATP ważą dosyć sporo. Domator stroniący od sportu, używa każdego dnia 75 % swojej wagi na ATP. W mięśniach znajduje się około 4-6 mmol ATP. Pofatygowano się także oszacować, że do przebiegnięcia maratonu potrzebujemy około 80 kilogramów ATP. Cóż, organizm stanął przed dylematem - albo wybrać się w podróż ze sporym obciążeniem albo wdrożyć mechanizmy pozwalające mu odnawiać składy bezcennego "twórcy" energii.

Sposoby odnawiania rezerw ATP

Istnieją trzy podstawowe sposoby odtwarzania składów ATP. Rozpoczynają one swoją pracę jednocześnie z rozpoczęciem wysiłku, ale ich rola w resyntezie ATP zależy od intensywności i trwania ćwiczeń.

ATP - Fosfokreatyna

W komórkach oprócz molekuł ATP, znajdują się także molekuły o dużym natężeniu energetycznym - fosfokreatyna. Pod wpływem kinazy kreatyninowej (rodzaj enzymu - ich rolę przybliżyliśmy we wcześniejszych postach) cząsteczki fosfokreatyny rozbijają się na kreatynę oraz fosforan, umożliwiając przemianę ADP na ATP.

Sposób ten jest podstawowym dostawcą energii podczas maksymalnych, "wybuchowych" wysiłków trwających kilka sekund, do jego przebiegu organizm nie potrzebuje dostaw tlenu.
Dlaczego nie dłużej? Składy fosfokreatyny, tak jak składy ATP, są ograniczone. Z sekundy na sekundę fosfokreatyna jest używana do odnawiania ATP i w ciągu kilku sekund jej zasoby się wyczerpują - organizm nie może kontynuować wysiłku z taką samą intensywnością.
Drugi system, niczym w sztafecie, przejmuje pałeczkę.

Glikoliza

Drugi mechanizm, który potrzebuję kilku, kilkunastu sekund, by osiągnąć maksymalną wydajność, polega na wykorzystywaniu cukrów zawartych w mięśniach (glikogen) oraz we krwi (glukoza). Produkując w ten sposób ATP, organizm produkuje także kwas mleczny, któremu towarzyszą jony wodorowe. Kwas mleczny jest przenoszony przez krew i przekształcany w wątrobie na glukozę - to raczej pozytywna strona. Jony wodorowe powodują natomiast zakwaszenie mięśni i obniżenie ich wydajności.

A gdzie jest tlen?

Zaznaczyliśmy, że trzy sposoby odnawiania zasobów ATP, rozpoczynają pracę w tym samym czasie. Do resyntezy ATP przez trzeci - ostatni - mechanizm, organizm potrzebuje tlenu. Między momentem, w którym mięśnie wysyłają sygnał o dostawy tlenu, a momentem, w którym może on w sposób optymalny zapewnić resyntezę ATP mija kilka minut. Po około 2-3 minutach organizm zaczyna produkować ATP w znacznej mierze przez spalanie glukozy w obecności tlenu. Kontynuując wysiłek o umiarkowanej intensywności ponad 30-40 minut, sprawimy, że organizm dołączy do spalania glukozy, spalanie tłuszczy.