Co to jest metabolizm energii?
Metabolizm energetyczny jest ogólnie definiowany jako całość procesów chemicznych organizmu. Te procesy chemiczne zazwyczaj przybierają postać złożonych szlaków metabolicznych w komórce, ogólnie klasyfikowane jako kataboliczne lub anaboliczne . U ludzi badanie, w jaki sposób energia przepływa i jest przetwarzana w organizmie, jest nazywane bioenergetyki i jest głównie zainteresowane tym, w jaki sposób makrocząsteczki, takie jak tłuszcze, białka i węglowodany rozkładają się, aby zapewnić użyteczną energię dla wzrostu, naprawy i aktywności fizycznej.
ścieżki anaboliczne wykorzystują chemiczną energię chemiczną w formie adenozenów (ATP) do pracy. Budowanie makrocząsteczek z mniejszych składników, takich jak synteza białek z aminokwasów, i zastosowanie ATP do mocy skurczu mięśni są przykładami szlaków anabolicznych. Aby zasilać procesy anaboliczne, ATP przekazuje pojedynczą cząsteczkę fosforanu, uwalniając w tym procesie przechowywaną energię. Kiedyś pracujący CELPodaż L ATP jest wyczerpana, więcej musi być generowane przez kataboliczny metabolizm energii w celu kontynuowania pracy komórkowej.
Ścieżki kataboliczne to te, które rozkładają duże cząsteczki na ich części składowe, uwalniając energię w tym procesie. Ciało ludzkie jest w stanie syntetyzować i przechowywać własny ATP poprzez metabolizm energii beztlenowej i aerobowej. Metabolizm beztlenowy ma miejsce przy braku tlenu i jest związany z krótkimi, intensywnymi wybuchami energii. Metabolizm aerobowy to rozkład makrocząsteczek w obecności tlenu i jest związany z ćwiczeniami o niższej intensywności, a także codzienną pracą komórki.
Metabolizm energii beztlenowej występuje w dwóch postaciach, system fosforanu ATP-kreatyny i szybkiej glikolizy . System fosforanu fosforanu ATP wykorzystuje przechowywane cząsteczki fosforanu kreatyny do regeneracji ATP, które zostało wyczerpane i zdegradowane do jego niskiegoForma energii, difosforan adenozyny (ADP). Fosforan kreatyny przekazuje ADP wysokoenergetyczne cząsteczki fosforanu, zastępując w ten sposób ATP i ponownie energetyzując komórkę. Komórki mięśni zwykle zawierają wystarczającą liczbę swobodnych ATP i fosforanu kreatyny do zasilania około dziesięciu sekund intensywnej aktywności, po czym komórka musi przejść na szybki proces glikolizy.
Szybka glikoliza syntetyzuje ATP z glukozy we krwi i glikogenu w mięśniu, z kwasem mlekowym wytwarzanym jako produkt uboczny. Ta forma metabolizmu energii jest związana z krótkimi, intensywnymi wybuchami aktywności i zacier; takie jak podnoszenie mocy lub sprint-gdy układ krągłowy nie ma czasu na dostarczenie odpowiedniego tlenu do komórek roboczych. W miarę postępu szybkiej glikolizy kwas mlekowy gromadzi się na mięśniach, powodując stan zwany kwasicą mleczanową lub, bardziej nieformalnie, oparzenie mięśni. Szybka glikoliza wytwarza większość ATP, która jest używana od dziesięciu sekund do dwóch minut EXercize, po czym układ krągłowy miał okazję dostarczyć tlen do działających mięśni i rozpoczyna się metabolizm aerobowy.
Aerobowy metabolizm ma miejsce na jeden z dwóch sposobów, szybkiej glikolizy lub utleniania kwasów tłuszczowych . Szybka glikoliza, podobnie jak powolna glikoliza, rozkłada glukozę i glikogen w celu uzyskania ATP. Ponieważ jednak w obecności tlenu, proces jest pełną reakcją chemiczną. Podczas gdy szybka gykoliza wytwarza dwie cząsteczki ATP dla każdej metabolizowanej cząsteczki glukozy, powolna gykoliza jest w stanie wytwarzać 38 cząsteczek ATP z tej samej ilości paliwa. Ponieważ podczas reakcji nie ma akumulacji kwasu mlekowego, szybka glikoliza nie ma powiązanego spalania mięśni ani zmęczenia.
Wreszcie, najwolniejszą i najbardziej wydajną formą metabolizmu energii jest utlenianie kwasów tłuszczowych. Jest to proces wykorzystywany do zasilania działań, takich jak trawienie i naprawa komórkowa i wzrost, a także działania ćwiczeń długoterminowych, takie jak maratonlub pływanie. Zamiast używać glukozy lub glikogenu jako paliwa, proces ten spala kwasy tłuszczowe, które są przechowywane w organizmie i jest w stanie wytwarzać aż 100 cząsteczek ATP na jednostkę kwasów tłuszczowych. Chociaż jest to wysoce wydajny, wysokoenergetyczny proces, wymaga dużych ilości tlenu i występuje dopiero po 30 do 45 minutach aktywności o niskiej intensywności.