Тренировки Според Целта: Енергийни Системи На Тялото

Основният термин, който определя енергийните системи, се нарича биоенергетика. Това е преобразуването на химическата енергия в механическа, тоест преобразуването на въглехидрати,протеин и мазнини (химическа енергия) в биологическа енергия (механическа), или това, което използвате по време на тренировка. Нашите тела са в постоянно състояние на анаболизъм и катаболизъм, наречено метаболизъм.  Метаболизмът е сборът от всички анаболни и катаболни реакции в тялото. Енергията от катаболните реакции (разпада на веществата), за да стимулира анаболните реакции чрез АТП (Аденозинтрифосфат, англ. АTP – Adenosinetriphosphate).

Какво представлява ATP и защо е важен по време на тренировки?

ATP e изграден от аденозин, рибоза (пет въглеродни захари), и три фосфатни групи. Ако премахнете една фосфатна група, ATP става дифосфат – ADP (Adenosinediphosphate). Премахнем ли още една фосфатна група става монофосфат – AMP (adenosinemonophosphate).

Клетките ни не могат да генерират АТП от само себе си. В такъв случай, от храната, която приемаме, ние получаваме потенциална енергия, която е в клетките под формата на химически съединения като глюкоза, гликоген и мастни киселини. Когато тези съединения навлязат в енергийните пътища, някои от тях биват използвани (разградени) за освобождаване на енергия, като взимат участие в формирането на ATP. Тази „нова енергия” след това се използва за клетъчни функции, като осигуряването на енергия за мускулни контракции (например при вдигане на тежести). Цялата енергия от тези процеси бива освободена от ATP, като се премахва крайната неорганична фосфатна група от молекулата, оставяйки вече аденозиндифосфат – ADP и един протон (H+).  Този ADP бива рециклиран в митохондрията (основния източник на енергия в клетката), където се „подновява” отново в ATP.

Мускулните клетки могат да складират само определено количество ATP, и за физическата активност са необходими нормално постъпващи количество (регулиране наличието на ATP), което осигурява енергията, необходима за мускулната дейност.

Аеробно и анаеробно състояние при тренировки

Много от хората смятам, че енергийните системи са аербона и анаеробна, но това не е така. Термините са енергийните системи са други и са три на брой. По-долу в статията ще разберете и кои са те.

Аеробният метаболизъм е реакция, която генерира енергия като използва кислород. Това е така, но не е цялата картинка. Кислородът участва в крайната фаза, където се комбинира с молекула водород, за да се образува воода.

Терминът „аеробен” е подвеждащ, защото кислородът не участва директно в продукцията на ATP. Той е наличен в крайния етап и определеня възможността за аербона продукция на ATP – особено при спортовете за издръжливост (маратон напр.).

При анаеробния метаболизъм генерирането на висока енергия чрез бързо, интензивно упражнение, бива улеснено чрез внезапната анаеробна система, която не разчита на кислорода, поради вида стимул (бързо, интензивно упражнение  – например типична серия при подготовка на един трибоец – 3 до 5 повторения клек).

Правилните термини за енергийните системи при тренировки

Фосфатна система

По време на краткотрайни, интензивни активности, е необходимо да се произведе голямо количество сила от мускулите, което създава висока необходимост от ATP. Фосфагенната система е най-бързия начин да се ресинтезира АТР и е активна в началото на всеки един тип тренировка, независимо от интензивността.  Ензимът креатин киназа (creatine kinase) регулира разпада на креатин фосфата.

В началото на тренировката, АТР се разгражда до АDP, като освобождава необходимата енергия за мускулните контракции. Повишеното ниво на ADP активира реакция на ензима креатин киназа, за да се осигури формирането на ATP. Това става чрез разграждането на креатин фосфата. Ако тренировката продължи да бъде с висока интензивност, реакцията на ензима креатин киназа ще остане повишена. Щом тренировката приключи или премине към ниска интензивност, това ще позволи гликолитичната (glycolysis) или оксидативната/кислородната (митохондриалната респирация) система да осигури адекватно количество АТР за мускулна енергия. Понеже АР и креатин фосфата се складират в мускулите в малки количества, фосфагенната система не може да осигури достатъчно енергия за продължителна тренировка (с дълга продължителност). Интересен факт е, че тип 2 (бързо съкращаващи се) моторни единици съдържат по-големи концентрации на фосфагени, отколкото тип 1 (бавно съкращаващи се) моторните единици.

Каква е ролята на креатина при тренировки?

Креатин фосфата се складира в скелетните мускули и функцията му е да допринася една фосфатна група на ADP, за да се превърне отново е трифосфат (ATP). В този процес не се използват въглехидрати или мазнини, а регенерацията на АТР става единствено от складирания креатин фосфат. Този процес не изисква кислород, защото е анаеробен, с други думи – кислородно независим.

Фосфагенната система е доминиращата енергийна система, която се използва за тежки упражнения траещи до 10-15 секунди. Тъй като има само определено количество складиран креатин фосфат и АТР в скелетната мускулатура, умората настъпва бързо. Това е основния енергиен път, който дава тласък на креатин монохидрата една от най-добрите хранителни добавки за сила и издръжливост. Суплементацията с креатин е много ефективна по отношение на бързото възстановяване на ADP до ATP от креатин-киназната реакция. Креатинът монохидрат е най-излседваната добавка в последните 25 години, и има изключително много изследвания, които доказват неговата ефикасност по отношение повишаване на спортното представяне.

Гликолиза

Гликолизата първоначално подпомага допълнително фосфагенната система, като след това става основния източник на АТР – когато се стигне до високо интензивна мускулна дейност траеща между 30 секунди и 2-3 минути. Това е вторият най-бърз начин за ресинтез на АТР. Гликолизата, която представлява разграждането на глюкозата, е един от най-изследваните метаболитни  пътища в науката за упражненията. По време на гликолизата, въглехидратите под формата на кръвна захар или мускулен гликоген (складираната форма на глюкозата), биват разградени чрез серия от химични реакции. Целта е да формират пируват( гликогенът първо се разгражда в глюкоза, чрез процес наречен гликогенолиза).

Последният етап на гликолизата, чрез разграждането на глюкозата, се получават две молекули пируват и две молекули АТР. Веднъж щом пируватът бъде формиран, може да отиде в две направления : Първото – може да се преобразува в лактат или да се преобразува в ацетил коензим А (Acetyl-CoA), който влиза в митохондрията за оксидация и произвеждането на още АТР.

Преобразуването на лактата се случва, когато необходимоста от кислород е по-голяма от наличността ( например при анаеробни упражнения като спринтовете).

От друга страна, когато имаме достатъчно наличен кислород (например по време на аеробни упражнения), пируватът (чрез ацетил коензим А) навлиза в митохондрията и преминава през аеробния метаболизъм.

Когато кислородът не бива набавян достатъчно бързо, за да посрещне отсрещните нужди на мускулното напрежение, се повишават водородните йони. Това предизвиква киселинността (pH) на мускула да намали (наречено ацидоза), както и отделяне на други метаболити. Ацидозата и акумулирането на тези останали метаболити води до различни последици, които могат да намалят значително представянето. От намаленото представяне, мускулите загубват тяхната възможност да се съкращават ефективно. Съответно и продукцията на мускулна сила и интензивност на упражненията бива преустановена.

Митохондриална респирация (така наречената аеробна система)

От трите енергийни системи, аербоната, която е зависима от кислорода, е най-сложната. Метаболитните реакции, които се случват при наличието на кислород са отговорни за голямата част от клетъчната енергия, която бива произвеждана от тялото. Аеробния метаболизъм е най-бавният начин за ресинтезиране на АТР. Осигурява се високо ниво на АТР, но трябва да чакате доста дълго.

Системата включва цитрусовата киселина/цикъла на кребс, като има термин за него – накратkо TCA. Тази система включва електрон-транспортиращата верига, която използва кръвната захар, гликогена и мазнините като гориво. Естествено,с това гориво се синтезира АТР в митохондриите на мускулните клетки. Когато се използват въглехидратите, глюкозата и гликогена биват първо метаболизирани (разградени) чрез процес „гликолиза”. Впоследствие, заедно с останалия пируват се използва за образуването на ацетил-коензимА, който навлиза в цикъла на кребс/цитрусовата киселина. ( Creb’s cycle/citric acid).

Електроните, които се произвеждат в TCA процеса, след това бива транспортирани през електрон-транспортната верига, където се произвеждат АТР и вода. Това е техническия термиин за „кислородна фосфорилация”. По този начин, аеробната система произвежда 18 пъти повече АТР, отколкото анаеробната гликолиза би произвела от една молекула глюкоза.

Ето как изглеждат трите системи на база сила, капацитет и „гориво”.

Фосфагенната система – произвежда АТР, използвайки креатин фосфат и две молекули АDP. Този пътека успява да пожъне най-висок размер на преобразуване на АТР.

Гликолиза – използва се кръвната захар или мускулния гликоген. Може да се активира много рано в мускулните контрации (след 15-тата секунда).

Митохондриална респирация – изпоолзването на кислород в митохондрията, за да се генерира енергия (ресинтез на АТР)

Важно да отбележим е, че във всеки един момент, всички енергийни системи действат. При максимално повторение на клек, вие използвате главно фосфогенната система и анаеробната гликолиза. Да, но ръцете ви, които придържат лоста, сърцето, което участва в самия процес, каква енергийна система мислите използват ?

Практическо приложение на енергийните системи при тренировки

Фосфагенна система

Да кажем, че клякате за 1 повторение с максималните килограми, които можете. Когато се изправяте (избутвате) тежестта нагоре, цялата мускулатура на задната верига изгаря своите складирани запаси. След като бъдат изчерпани, започва да се използва креатин фосфата, за да се ресинтезира АТР, за да може да се достави допълнителна енергия за работещите мускули. Фосфагенната система е много успешна за продукцията на много сила, но бързо се изхабява ефекта. Както вече знаете, тя участва от няколко секунди до най-много 15 секунди. Фосфагенната система ще подобри и осигури експлозивна бързина и сила (като при олимпийските щангисти, вертикални скокове, 100 метра спринт), Въпреки това, тя не може да оперира (работи) на пълни обороти повече от диапазона 5-15 секунди. Повечето атлети имат нужда от три до път минути почивка, за да ресинтезират АТР. Чак тогава могат да продължат със същото ниво на физическо представяне като предишното.

Гликолиза

След като фосфагенната система „сдаде багажа”, гликолитичната система поема щафетата и става по-активна в следващите няколко минути, преди и тя да се изчерпа.

Както вече споменахме, гликолитичната система използва въглехидратите (глюкозата) за синтез на АТР. Гликолитичната система е по-слаба като система, в сравнение с фосфагенната система. Въпреки това тя осигурява около половината енергия, която е била произвеждана в първите няколко секунди на интензивната тренировка. Тоест, когато е работела фосфагенната система.

Най-простият пример – Юсеин Болт. Бяга 200 метра за 19,66 секунди, докато 400 метра ги бяга за 46,74 секунди. Близо 7 секунди над „идеалното” време, ако умножим по две.

Интересен факт за любознателните

Парещото чувство, да – при напомпване, познахте, което се появява при много висока интензивност, не е причинено от „млечната киселина”. Реално няма такова нещо като млечна киселина. Има само „лактат”. Той се получава от натрупването на водородни йони, които са остатъчен продукт от гликолизата. Натрупването на лактат в мускулите и кръвта след упражнения, може да се „оксидизира” обратно в пируват за процеса глюконеогенеза (преобразуване на глюкозата в чермия дроб). Или може се складира в мускулите и да се синтезира АТР чрез митохондриите. Просто казано, лактата е един вид „горив”. Източник на енергия. Ако мускулите не го произвеждат или не могат, няма да има други средства на които да се разчита за допълнително АТР от гликолизата. Съответно няма да има реакция, която да образува енергия.

Колкото повече тренирате гликолитичната система, толкова по-добре може да „отбиете” (да се оттървете) от тези йони и толкова по-бързо ще се възстановявате между сериите от средно и високо-интензивни тренировки.

Също така, гликолизата е ползотворна в период на изчистване на мазнините, заради метаболитния стрес. Възстановяването от него изисква работа и от трите енергийни системи. Основните начини за трениране на гликолитичната система са чрез  активности с високо напрежение (високо-интензивни) с по-малко от цялото нужно време за възстановяване между всяко отделно напрежение (серия). Например с почивка от 30-60 секунди между отделните серии.

Тренировки с митохондриална респирация

Или казано с други думи, аеробната система, оперира продължително и е може би най-важната както при почивката, така и по време на тренировката. Аеробната система се захранва главно от мазнини и глюкоза.  Недостатъкът беше дългото време, което трябва да измине преди да се активира. Изключение има при елитните спортисти – маратонци, колоездачи, при които оксидативната система е доминираща. Поради типа работа, който се извършва постоянно, аеробната система се адаптира и се включва по-рано, отколкото при нормалните трениращи.

Много хора смятат, че най-добрият начин за развитие на аеробната система е чрез бавно и монотонно (постоянно поддържащо се ниво) кардио. Изследванията сочат друго. Тренировките с тежести обикновено включват високи пикове при вдигането и спад по време на почивката между сериите.  Тук липсва тази монотонност. Често,обаче, след изпълнението на високо-интензивни тренировки се чувстваме подути и имаме много забързано дишане.  Ето какво става: аеробната система преминава в „свръхрежим”, за да може да възастанови изчерпаните АТР ресурси, които са били складирани. След тодва премахва натрупалите се изхвърлени метаболитни бипродукти,  произведени от останалите две системи – фосфагенната и гликолитичната.

Какво се случва след аеробни тренировки?

След края на една такава интензивна тренировка по вдигане на тежести или интервална тренировка, митохондриалната респирация продължава  още няколко дни. От тук идва и концепцията и приложението на „отделената (в излишък) след-тренировъчна консумация на кислород” (EPOC, excess post-exercise oxygen consumption). Благодарение на този пасивен процес (следствие от активния), може да горите допълнително калории и мазнини до 72 часа след тренировка, когато интензивността и времетраенето са били преобладаващи фактори.

Ето защо високо-интензивните тренировки и интервални кардио тренировки са по-ефективни в горенето на повече калории, като също така пестят време. От друга страна, ако сте в процес на изгаряне на мазнини и сте на много ниски калории, това не би било удачно, тъй като едва ли ще се възстановявате. Тогава би било ползотворно по-дълго и по-леко монотонно кардио.

Монотонното кардио с ниска интензивност може и да е използва в почивните дни, тъй като подобрява възстановяването. Така че може да гледате на него и като „инструмент”, който да допринася за възстановяването ви.

Искате ли да усвоите основите на здравословното хранене и тренировките според общата си цел? Разгледайте YouTube канала ни ТУК. Ако обичате растежа и търсите как да подобрявате себе си, може да го направите с останалите ни статии ТУК. В случай, че искате да усещате аромата на хартиена книга докато надграждате знанията си, може да инвестирате в себе си с авторските ми книги „Несломим“ и „Метаморфоза“.

Ако имате нужда от ментор по пътя към изграждане на здравословни навици, естетично тяло и по-добър начин на живот, запазете си час за разговор с нас ОТ ТУК. В него ще обсъдим каква е целта ви, ще разберем какво ви пречи да я постигнете и ще съставим удобен план за действие, който да ви донесе желаната промяна. Позволете си да бъдете енергични, здрави и да се чувствате добре в тялото си. Започнете още днес!