Energie při pohybové činnosti

Výdej energie při pohybové činnosti je zajišťován štěpením ATP (adenosintrifosfátu), látky energeticky velmi bohaté. Tato látka je bezprostředním zdrojem energie při svalové kontrakci. Při jejím štěpení dochází k uvolnění chemické energie z makroergní vazby a zároveň její transformaci na jiné formy energie - tepelnou, mechanickou, elektrickou. Aby kontrakce mohla pokračovat, musejí být vyčerpané zdroje ATP průběžně doplňovány (udává se, že pro zabezpečení normálního průběhu kontrakce má být obsah ATP ve svalových vláknech kolem 0,25% jejich celkové hmotnosti). Dochází k tomu štěpením organicky složitějších sloučenin (především cukrů a tuků) za současné produkce makroergních fosfátů, které jsou využity v resyntéze ATP. Malá rezerva ATP je uložena přímo ve svalu a kryje okamžitou potřebu energie (do 5s), jinak existují tři způsoby uvolňování ATP – označují se jako „ATP-CP systém“, „LA – systém“ a „O₂ – systém“.

ATP-CP systém

Resyntéza ATP probíhá využíváním svalových rezerv kreatinfosfátu (CP), procesy uvolňování energie i resyntézy ATP probíhají bez přístupu kyslíku. Daný systém se velmi rychle aktivizuje, CP se však za poměrně krátkou dobu vyčerpá (po 10 – 20 s). Má-li činnost trvat déle, zapojují se více další systémy. Uvedený zdroj energie umožňuje vysokou (maximální) intenzitu pohybové činnosti.

LA – systém

Při intenzivní pohybové činnosti, je-li ATP-CP systém vyčerpán, přebírá úlohu hlavního energetického zdroje anaerobní glykolýza, tj. štěpení cukrů (glukózy, glykogenu) bez přístupu kyslíku. Při metabolismu tohoto typu se ve svalu tvoří laktát (odtud laktátový systém), vyplavuje se do krve, jeho likvidace je pomalejší, dochází proto k jeho akumulaci ve vnitřním prostředí. To má za následek okyselení organismu, pokles aktivity enzymů apod., což vede k poruchám koordinace až k nutnému přerušení činnosti. Aktivizace LA systému je pomalejší, ve srovnání s ATP-CP systémem tento způsob neumožňuje tak vysokou intenzitu činnosti, za to však po delší dobu (2-3 min).

O₂ – systém

Pro funkci tohoto systému je charakteristická úhrada energetického výdaje oxidativním štěpení cukrů a tuků. Při pohybové činnosti trvající bez přerušení déle než 2-3 minuty se sytém stává postupně hlavním energetickým systémem. Je velmi ekonomický, laktát se při jeho aktivizaci netvoří. Poskytuje celkově velké množství energie, na jednotku času však méně než ostatní systémy, možná intenzita pohybové činnosti musí být proto nutně nižší, může však trvat velmi dlouho.


Odlišnost uvedených systémů spočívá v metabolismu dvojího typu – aerobním, za účasti kyslíku, a anaerobním, bez přítomnosti kyslíku:

Aerobní procesy

Aerobní procesy jsou zajišťovány příslušnými zdroji energie a přísunem kyslíku zásluhou srdečně-oběhového aparátu a utilizací kyslíku v tkáních. Při pohybové činnosti se projevují větší či menší spotřebou kyslíku. Schopnost tělesné práce, tj. uvolňování energie za těchto podmínek, vymezuje aerobní výkon atleta. Funkčně je dán vnějším dýcháním, kapacitou srdce a krevního oběhu, složením krve a utilizací kyslíku ve tkáních. Za souhrnnou míru těchto funkcí se uznává maximální kyslíková spotřeba (VO₂ max) a doba jejího plného (100%) využití. Její hodnota dosahuje přes 70-80 ml/min.kg u vytrvalců, u běžného průměru (21 let) byl zjištěn 45 ml/min.kg u mužů, 36 ml/min.kg u žen. V plné míře lze VO₂ max využívat po dobu 8-10 min (výjimečně 15-20 min).

Anaerobní procesy

Schopnost uvolňovat energii bez účasti oxidativních dějů určuje anaerobní kapacitu. Pohybová činnost probíhá v tomto případě v podmínkách nedostatku kyslíku, v organismu se hromadí produkty látkové přeměny (laktát), které se odstraňují částečně už při samotné činnosti, hlavně však po jejím skončení (při likvidaci kyslíkového dluhu). Anaerobní procesy zahrnují dva typy reakcí: V prvním případě se jedná o ATP-CP systém. Druhá představuje anaerobní glykolýzu (LA systém), štěpení uhlovodíků zčásti zabezpečuje resyntézu ATP, část energie připadá na odstranění metabolických produktů. V souvislosti s tím se kyslíkový dluh rozpadá na dvě frakce – alaktátovou a laktátovou. Alaktátová frakce je hrazena velmi rychle (během prvních 30 s při zotavení), likvidace laktátové frakce vyžaduje několika minut (při enormním anaerobním vyčerpání až několik hodin). Posouzení úrovně anaerobních procesů jde do jisté míry měřením kyslíkového dluhu (tj. množství zdrojů energie bez kyslíkových reakcí). Průměr populace 21letých mužů se pohybuje kolem 6 l (0,088 l/kg), u žen kolem 4 l (0,061 l/kg). U trénovaných jedinců dosahuje 10-15 l, výjimečně až 20 l. Na velikost anaerobní glykolýzy lze usuzovat i podle koncentrace laktátu či měřením maximálního anaerobního výkonu.

Kontinuita energetických systémů

Je důležité si uvědomit, že žádný z výše uvedených systémů nepracuje při pohybové činnosti izolovaně, podle intenzity a doby jejího trvání se aktivizuje více či méně ten či onen systém. Při intenzivní činnosti je nejdříve vyčerpána svalová rezerva ATP, téměř současně je nárokován ATP-CP systém. Později (po 20 s) se uvolňování energie děje převážně prostřednictvím anaerobní glykolýzy s maximem kolem 30. – 40. s, poté její podíl klesá. Dále začíná přejímat úlohu hlavního energetického systému O₂ systém, který však oproti ATP-CP a LA systému dovoluje méně intenzivní pohybovou činnost.

Uvedené poznatky jsou základem pro upřesnění strukturálního pohledu na problém rozvoje vytrvalostních schopností: