امدادات الطاقة

العضلات بحاجة إلى الطاقة لأداء وظائفها. ال امدادات الطاقة يمكن ضمانه بعدة طرق من خلال تحلل العناصر الغذائية وتحويلها.

ما هو مصدر الطاقة؟

يمكن توفير الطاقة اللازمة لأنشطة العضلات بأربع طرق مختلفة. وهي تختلف من حيث السرعة والمقدار الذي يمكنها به توصيل الطاقة. تحدد شدة نشاط العضلات أي من هذه العمليات يستخدم لتوفير الطاقة.

غالبًا ما تتم العمليات المختلفة جنبًا إلى جنب. في العملية اللاهوائية (بدون أكسجين) alactic (بدون هجوم اللاكتات) ، يوفر تخزين ATP (الأدينوزين ثلاثي الفوسفات) وتخزين فوسفات الكرياتين الطاقة لفترة قصيرة. ومع ذلك ، هذا يكفي فقط لمدة 6-10 ثوانٍ ، للرياضيين المدربين جيدًا لمدة تصل إلى 15 ثانية ويتم استدعاؤهم بأقصى أداء في مجال القوة القصوى والسرعة والسرعة. تتطلب جميع العمليات الأخرى وجود الجلوكوز أو الأحماض الدهنية. أنها توفر ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) بكميات مختلفة من خلال التحلل الكامل أو غير الكامل.

مع إمداد طاقة اللاكتيك اللاهوائي ، يتفكك الجليكوجين ، وهو شكل تخزين الجلوكوز ، بشكل غير كامل. ومن ثم فإن هذه العملية تسمى أيضًا تحلل السكر اللاهوائي. والنتيجة هي اللاكتات والقليل من الطاقة ، وهو ما يكفي لمدة 15-45 ثانية من الأداء المكثف ، لكبار الرياضيين لمدة 60 ثانية. بالنسبة للأنشطة الرياضية طويلة الأمد منخفضة الكثافة ، يتم الحصول على الطاقة من الاحتراق الكامل للجلوكوز أو الأحماض الدهنية في عمليات إنتاج الطاقة الهوائية (مع استهلاك الأكسجين) التي تحدث في الميتوكوندريا في خلايا العضلات.

الوظيفة والمهمة

العضلات بحاجة إلى الطاقة لأداء وظائفها. يقومون بتحويل هذا إلى عمل ميكانيكي لتحريك المفاصل أو تثبيت مناطق من الجسم. ومع ذلك ، فإن الكفاءة الميكانيكية منخفضة للغاية ، حيث يتم استخدام حوالي ثلث الطاقة المقدمة فقط لمتطلبات الحركة. يتم حرق الباقي على شكل حرارة ، والتي إما تُطلق للخارج أو تُستخدم للحفاظ على درجة حرارة الجسم.

الرياضيون الذين تعتبر الحركات السريعة أو تلك التي تتطلب مجهودًا بدنيًا عاليًا مهمة خلال فترة زمنية قصيرة ، يستمدون طاقتهم من مخازن الطاقة الموجودة في بلازما الخلايا العضلية. التخصصات النموذجية التي تلبي هذه المتطلبات هي ، على سبيل المثال ، العدو لمسافة 100 متر أو رفع الأثقال أو الوثب العالي.

الأنشطة الرياضية النموذجية التي تظهر مدة 40-60 ثانية في ظل أقصى أداء ممكن هي سباق 400 متر أو 500 متر بسرعة تزلج أو 1000 متر على مضمار السباق ، ولكن أيضًا سباق نهائي طويل في نهاية سباق التحمل. تحصل العضلات على الطاقة لهذه الأنشطة من استقلاب الطاقة اللاهوائية اللاكتيكية. بالإضافة إلى اللاكتات ، يتم إنتاج المزيد من أيونات الهيدروجين ، والتي تزيد من حموضة العضلات تدريجياً وبالتالي تمثل العامل المحدد لهذا النوع من النشاط الرياضي.

في حالة الأنشطة الرياضية طويلة المدى منخفضة الكثافة ، يجب تجديد الطاقة باستمرار دون حدوث مواد تؤدي إلى انهيار. يقوم بذلك عن طريق حرق الجلوكوز والأحماض الدهنية بشكل كامل من الكربوهيدرات والدهون. في النهاية ، ينتهي كلا مصدري الطاقة بعد مراحل تحلل مختلفة مثل أسيتيل أنزيم أ في دورة السترات ، حيث يتحللان أثناء استهلاك الأكسجين ويوفران طاقة أكبر بكثير من التحلل اللاهوائي.

من المهم أن احتياطيات الدهون في الجسم يمكن أن توفر الطاقة لفترة أطول بكثير من مخازن الكربوهيدرات ، وإن كانت بكثافة أقل. إذا فشل رياضيو التحمل في تجديد إمدادات الكربوهيدرات بينهم ، فقد يكون هناك انخفاض كبير في الأداء.

الامراض والاعتلالات

جميع الأمراض التي تعيق تكسير ونقل وامتصاص الأحماض الدهنية والجلوكوز لها عواقب سلبية على إمدادات الطاقة. في مرض السكري ، يتمثل الخلل الأساسي في امتصاص الجلوكوز من الدم إلى الخلايا ، الأمر الذي يتطلب الأنسولين. اعتمادًا على درجة الخطورة ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى نقص الإمداد بالخلايا العضلية ، مما يقلل من الأداء. نتيجة اضطراب الامتصاص هذا هو ارتفاع مستوى السكر في الدم ، وهي إشارة للبنكرياس لإنتاج المزيد من الأنسولين لتقليل هذا الفائض. بالإضافة إلى تلف الأعضاء طويل الأمد الناجم عن التغيرات في تكوين الدم ، فإن هذه العملية لها تأثير مباشر على إمكانيات تعبئة الدهون واحتياطيات الجلوكوز في الكبد. يعزز الوجود المتزايد للأنسولين تحويل الجلوكوز إلى شكل تخزينه من الجليكوجين وتكوين دهون التخزين ، مما يمنع تعبئة هذه المواد لتوصيل الطاقة.

لأمراض الكبد مثل الكبد الدهني والتهاب الكبد وتليف الكبد وتليف الكبد تأثيرات مماثلة على تعبئة الدهون ، حتى لو كانت آليات العمل مختلفة. إن التوازن بين امتصاص الدهون وتخزينها من جهة ، والتفكك والنقل من جهة أخرى ، ينزعج في هذه الأمراض بسبب عيوب إنزيمية تؤثر على الأداء العام.

هناك بعض الأمراض النادرة التي تحدث مباشرة في الخلايا العضلية وفي بعض الحالات يكون لها عواقب وخيمة على الأشخاص المصابين. يتم تلخيص هذه الأمراض الوراثية تحت مصطلح الاعتلال العضلي الأيضي. هناك 3 أشكال أساسية مع متغيرات مختلفة: في أمراض الميتوكوندرال ، تسبب العيوب الجينية اضطرابات في السلسلة التنفسية ، وهو أمر مهم للتحلل الهوائي للجلوكوز. هذا يعني أنه إما لا يوجد أو يتم تكوين كمية صغيرة فقط من ATP وإتاحتها كمصدر للطاقة. بالإضافة إلى الأعراض العضلية ، فإن التنكسات العصبية في المقدمة. في حالة مرض تخزين الجليكوجين (الشكل الأكثر شهرة هو مرض بومبي) ، فإن العيوب الوراثية تعطل تحويل الجليكوجين إلى جلوكوز. كلما حدث هذا المرض في وقت مبكر ، كان التشخيص أسوأ. يتصرف مرض تخزين الدهون بشكل مشابه ، ولكن هناك مشاكل في تحويل الدهون.

تحدث مجموعة متنوعة من الأعراض مع جميع الأمراض. في العضلات ، هناك في بعض الأحيان انخفاض كبير في الأداء ، والتعب السريع ، وحدوث تقلصات العضلات ، ونقص التوتر العضلي ، مع تقدم طويل ، هزال العضلات.