Eliberarea energiei musculare

ELIBERAREA ENERGIEI MUSCULARE

Principiul de baza

Pentru a avea o eliberare de energie la nivelul celulei musculare, trebuie ca o substanta A sa se transforme in alta B. Pentru ca aceasta transformare, sa aiba loc este necesara o ENZIMA.

Energia utilizabila de catre muschi pentru a se contracta

Exista in celula musculara (miofibrila) o mare cantitate de substante capabile gratie enzimelor sa se transforme, eliberand energie. Totodata numai transformarea ATP in ADP +P este capabila sa elibereze energie utilizabila pentru contractia musculara. In consecinta, orice alta eliberare de energie va trebui sa aiba ca finalitate resinteza ATP.

Sursele de energie in cadrul muschiului

Distingem TREI surse de energie in cadrul miofibrilei:

1) energia anaeroba alactacida;

2) energia anaeroba lactacida;

3) energia aeroba.

Primele doua au loc FARA utilizarea oxigenului, iar a treia se produce numai in prezenta oxigenului.

Procesul anaerob alactacid

Se bazeaza fie pe transformarea fie pe transformarea ATP-ului in ADP; fie pe resinteza ATP-ului prin mijlocirea consumarii  "pool"-ului de fosfati care se gasesc in celula musculara; fie poate fi "sustinut" de procesul lactic care produce energie zisa "secundara". Acest tip de eliberare de energie nu produce deseuri, in special acid lactic, ceea ce explica numele sau.

Procesul anaerob lactacid

"Pool"-ul fosfatilor odata epuizat si efortul continuandu-se muschiul gaseste energia necesara contractiei sale in transformarea glicogenului in lactat. Acesta eliberand energie, va permite, pe de o parte sciziunea ADP-ului in AMP si resinteza ATP-ului din AMP, numita "calea primara"; sau resinteza ATP-ului pe "calea secundara".

Procesul aerob

Daca efortul este prea intens, cea mai mare cantitate de acid lactic rezultata din transformarea glicogenului, anihileaza actiunea enzimelor care permit resinteza ATP-ului. Atunci efortul trebuie oprit.

Daca insa efortul nu este prea intens, o parte din glicogen transformat in acid piruvic va trece intr-un ciclu de reactii numit ciclul KREBS, unde gratie oxigenului va putea fi resintetizat. Acest ultim proces de eliberare de energie este prezent numai in eforturile de intensitate relativ slaba, si in consecinta nu priveste alergarea de viteza.

UTILIZAREA ENERGIEI MUSCULARE

Depinde de trei factori:

1) posibilitatile energetice ale fiecarui proces;

2) limitele fiecarui proces;

3) legaturile existente intre procese.

Posibilitatile energetice ale fiecarui proces

Sunt exprimate in tabelul de mai sus:

I   - procesul avut in vedere;

II     - sursa de energie;

III    - capacitatea in micromoli a ATP-ului pe gram de tesut;

IV    - puterea procesului, adica durata maxima a efortului la intensitate maxima

V     - Intensitatea optima a efortului furnizat in procente a VO₂ max.

Reiese din acest tablou ca SPRINTUL nu este interesat decat de primele doua procese care au importanta considerabila pana la cel putin 1500 m.

Ultima coloana se bazeaza pe o cifra data de antrenorul finlandez al lui Lase Viren la Louvain, la congresul european de semifond.

Factorii limitativi ai fiecarui proces

Este capital sa se stie ceea ce limiteaza un proces de productie a energiei pentru ca antrenamentul va avea ca scop indepartarea fiecareia din aceste limite. Tabloul urmator  arata care sunt limitele biochimice ale fiecarui proces si deci substratul, enzima sau deseul asupra caruia va trebui sa se actioneze printr-o metodologie de antrenament adecvata.

Sa examinam fiecare din aceste limite:

ANAEROB ALACTACID

1). Concentratia de fosfati prea mica.

Sedentarul este capabil sa utilizeze circa 50% din rezervele sale de fosfati. A fost demonstrat ca antrenamentul adecvat poate duce aceasta utilizare pana la aproape 100%. Nu s-a putut demonstra pana acum ca este posibil sa se mareasca rezervele de fosfati ale unui individ. Cercetarile actuale sunt duse tocmai pentru a demonstra aceasta eventualitate.

2). Lipsa ionilor de hidrogen H ⁺

Acesti ioni favorizeaza procesul alactacid producand o actiune de stimulare a creatin-fosfokinazei care permite energiei pe baza fosfatilor.

3). Activitatea enzimatica prea putin intensa a miokinszei.

Aceasta enzima care favorizeaza degradarea ADP-uluin AMP, este prea putin activa la om. Epoca preistorica in care era necesar sa se lupte cu animalele salbatice pentru supravietuire s-a dus de mult.

Actualmente se face apel mult mai repede la procesul lactic, sau la "pool"-ul fosfatilor. Cand este uneori prea intens si de durata apropiata de 18/100 secunde se petrece o stimulare a miochinazei Experientele de laborator au demonstrat ca atunci cand nu este posibil sa se faca apel la procesul lactacid, (prin blocarea artificiala a acestuia din urma), cantitatea de ADP se micsoreaza si toata energia este produsa de resinteza ATP-ului, din AMP. Este deci aici o putere energetica considerabila cu atat mai mare cu cat miokinaza este mai activa.

ANAEROB LACTACID

1). Prea mare concentratia de lactat.

Contrar procesului alactacid, nu cantitatea prea mica de substrat este limita procesului ci acumularea  de acid lactic. Pentru o anumita concentratie de lactat (variind de la individ la individ in functie de antrenament), exista un blocaj al activitatii enzimatice a lactatului deshidrogenazei si acumulare de acid piruvic. Aceasta acumulare blocheaza ea insasi actiunea enzimei care ar trebui sa serveasca la resinteza substratului precedent si asa in continuare pana la blocarea completa a sistemului si oprirea completa a efortului. S-ar putea crede ca trebuie incercat de a nu se mai secreta prea mult acid lactic. Acest lucru nu este posibil decat in doua conditii, imposibil de realizat in sprint.

Sau: consumarea acidului piruvic in ciclul lui KREBS - in acest scop este necesar un aport de oxigen, iar acesta cere prea mult timp pentru un efort scurt ca sprintul.

Sau: difuzarea acidului lactic in muschi. In cele mai bune conditii, adica, daca nu se atinge inainte de aceasta doza de lactat care blocheaza sistemul, aceste cere minimum cinci minute.

In consecinta, in sprint (si chiar pana la 1500 m) este NECESARA acumularea de acid lactic.

Acesta (CH₃-CHOH-COOH) se retransforma imediat in lactat (CH₃-CHOH-COO^-) + H⁺ pentru ca LDH-ul sa fie capabil concentratiei sale. Trebuie deci sa-l stimulam prin antrenament.

2). Activitate enzimatica a LDH-ului prea putin intensa

Exista cinci feluri de LDH si printre ele trei sunt mai rezistente la o concentratie in acid lactic. Antrenamentul poate modifica repartitia celor cinci feluri de LDH in interiorul celulei.

AEROB

1). Activitati mitocondriale limitate.

2). Sistemul circulator si inima insuficient dezvoltate.

Legaturile dintre procese

1). Legatura dintre procesul alactacid si procesul lactacid.

Exista o corelatie POZITIVA intre procese care consta in eliberarea de ioni de H+ cand acidul lactic se transforma in lactat. Aceasta eliberare favorizeaza procesul alactacid imbunatatind functionarea CPK (creatin-fosfokinaza), care conditioneaza puterea acestui proces. Nu exista deci obstacol biochimic in dezvoltarea simultana a acestor doua procese. Totodata aceasta eliberare de H+ este in corelatie NEGATIVA cu functionarea fiziologica a miofibrilelor intre ele.

2). Legatura dintre procesele anaerobe si procesul aerob.

Exista o corelatie NEGATIVA, in timp ce VO2 max este inca posibil dupa incetarea antrenamentului pe o perioada mai lunga, activitatea enzimatica a LDH-ului revine la normal la numai cateva zile dupa incetarea antrenamentului.

Cum nu exista nici un produs farmaceutic care sa inlocuiasca antrenamentul, este indispensabil sa intretinem facultatile anaerobe in toate zilele.