AEROBNI I ANAEROBNI METABOLIZAM

Tjelesne aktivnosti ne možemo grubo podijeliti na aerobne ili anaerobne. Koji će od ova dva puta stvaranja energije biti zastupljeniji zavisi od intenziteta treninga. Uglavnom mi kao aerobne aktivnosti smatramo: šetanje, planinarenje, trčanje, plivanje… U ovim aktivnostima se energija dobija razlaganjem masti i ugljenih hidrata uz prisustvo kiseonika (aerobni uslovi) u mitohondrijama (Krebsov ciklus ili ciklus limunske kiseline). Energija za trening nižeg i srednjeg intenziteta se dobija aerobnim metabolizmom. U mirovanju 70% energije se dobija metabolizmom masti a 30% od ugljenih hidrata. Pri aerobnim aktivnostima mišići takođe najveći dio energije dobijaju beta oksidacijom masti u mitohondrijama. Sa povećanjem intenziteta aerobne aktivnosti  raste  potrošnja masti. Najveća potrošnja  je pri intenzitetu 60-70 % VO2 max (maksimalna potrošnja kiseonika). Povećanjem intenziteta preko 85% VO2 max uloga masti kao izvora energije postaje minimalna. Rezerve glukoze su  dovoljne za 60 do 90 minuta maksimalne aerobne aktivnostim a rezerve masti su ogromne.

Kao krajnji proizvod ovih reakcija pored oslobođene energije nastaju voda i ugljen dioksid. Ph u organizmu se ne mjenja značajno. I u aerobnim aktivnostima povećava se koncentracija laktata jer neka mišićna vlakna rade anaerobno. Koncentracija laktata u krvi u stanjima mirovanja je 1-2 mmol/L a u aerobnim aktivostima do 4 mmol/L. Mliječna kiselina se razlaže u  mišićnim vlaknima ( skeletni mišići i srce) i jetri, i postoji ravnoteza između stvaranja i razgradnje.

Ako treniramo naporno tj. ako se intenzitet treninga poveća tada je mišićima potrebna veća energija pa se samim tim povećava i potrošnja kiseonika. Maksimalna potrošnja kiseonika (maksimalni kapacitet aerobnog vježbanja) se označava kao V02 max i ona se povećanjem treninga povećava do neke granice tj. do platoa. Ona zavisi od kapaciteta pluća, srčane pumpe, kapaciteta vezivanja i transporta kiseonika, metaboličkog kapaciteta ćelija u kojima se koristi kiseonik. Aerobni prag iznosi 50% VO2 max i 60 % HR max (maksimalne srčane frekvencije). Treniranjem se povećava aerobni kapacitet (prokrvljenost mišića, povećanje broja mitohondrija i enzima) tako se povećava i aerobni prag tj. aerobni prag kod utreniranih je veći. 50-65% VO2 max odgovara aerobnom treningu niskog intenziteta. 65-80% VO2 max , 75-90% HR max odgovara aerobnom treningu visokog intenziteta.  Za povećanje izdržljivosti tj. povećanje aerobnog kapaciteta ili aerobne sposobnosti (trening 3-5x nedeljno po 20-60 minuta) za rekreativce se preporučuje trening 55-65% HR max, 40-50% VO2 max a za već utrenirane sportiste 65-90% HR max i 50-85% VO2 max.

Ako se postigne VO2 max a i dalje povećavamo intenzitet treninga tada organizam ulazi u anaerobni metabolizam.

Anaerobnim metabolizmom se  obezbjeđuje brza energija tj. razlaganjem glukoze u citosolu bez prisustva kiseonika tj. u anaerobnim uslovima.  Ovaj oblik dobijanja energije se aktivira kad je potrebno obezbjediti brzo energiju ali se ovako dobija manje energije npr. iz jednog molekula glukoze se u aerobnom metabolizmu dobija 38 molekula ATP a u anaerobnom samo 2 mol ATP.  Aktivnosti koje označavamo kao anaerobne su tenis, veslanje, brzo trčanje, fudbal, rukomet… Kao proizvod anaerobnog metabolizma nastaje velika količina mliječne kiseline koja se nakuplja u mišićima i krvi i izaziva umor. Kada ph vrijednost u mišićima padne ispod 6.9 dolazi do blokade mišićne aktivnosti. Anaerobni prag je 50-90% VO2 max i koncentracija laktata 4 mmol/L ili veća. Kada je proizvodnja laktata veća od uklanjanja tada je prekoračen laktatni prag. Laktatni prag kod neutreniranih iznosi 50-60%VO2 max a kod   utreniranih 90% VO2 max. Razlaganje laktata je uz kiseonik. Najveći dio prelazi u piruvat koji u Krebsovom ciklusu bude razložen do kiseonika i ugljen dioksida. Manji dio laktata se pretvara u glikogen i proteine, a dio se izlučuje mokraćom i znojenjem. Brzina razgradnje mliječne kiseline zavisi od aerobnoe sposobnosti  (br. mitohondrija, koncentracije enzima), i prokrvljenosti mišića.Često pominjemo maksimalna aktivnost pa treba da je definišemo. Maksimalno opterećenje ili maksimalna aktivnost  se određuje kad se ispune 2 od navedena 4 uslova a to su: 1. Srčana frekvencija da je maksimalna tj. približno 220; 2. Da je postignuta maksimalna potrošnja kiseonika iako se i dalje povećava opterećenje; 3. Da se više izdiše ugljen dioksida nego što se udahne kiseonika tj. RQ>1; 4. Osjećaj iscrpljenosti.

Krajni proizvod aerobnog i anaerobnog metabolizma je nastanak ATP (adenozin trifosfat) koji je jedini izvor energije u mišicnim ćelijama. ATP nastaje metabolizmom masti, šećera i proteina (proteini mogu sluziti kao izvor energije u gladovanju, višesatnim ili višednevnim naporima). Njegovim cijepanjem na ADP i P oslobađa se energija potrebna za rad. ATP se u mišićnim ćelijma potroši za 1-2 sekunde maksimalne tjelesne aktivnosti. Kao rezervni oblik energije postoji CP (kreatin fosfat)  koji se razlaže na C i P.  P se veže za ADP i time obnavlja ATP bez utroška kiseonika. Rezerva CP  produžava maksimalni rad za 5-10 sekundi ( npr. sprint na 40-80m). Od C I P se obnavlja CP i ovaj process se obavlja uz prisustvo kiseonika. Vrijeme da se obnovi polovina rezervi iznosi 25 sekundi. Potpuna obnova CP moguća je za 2-4 minuta. Npr.  za 3 ponavljanja tj. podizanja tegova koji iznose  90% Rm ( repetitivnog maksimuma)  zaslužan je ATP-CP sistem. Potrebna je pauza 3 minuta izmedju serija da se ovaj sistem obnovi.

Kad se potroše rezerve ATP najbrži način stvaranja novog je anaerobno razlaganje glukoze. Rezerve glikogena u organizmu iznose 200 do 450gr u mišićima i 50 do 100 gr u jetri. Da bi se potrošio ukupni anaerobni glikoliticki kapacitet potrebna je maksimlna aktivnost u trajanju od 40-60 sekundi što odgovara  npr. produženom sprintu na 400 m). Npr. ako radimo 12 ponavljanja sa masom koje odgovaraju  60% RM  i naknadnim odmorom od 1 min ulogu ima glikolitički sistem. Obnavljanje  energije se vrši u mitohondrijama uz prisustvo kiseonika. Npr. poslije trke na 800 metara mi ubrzano dišemo tim se obezbjeđuje kiseonik  potreban za ovu obnovu.

Za aktivnosti visokog intenziteta su potrebni ATP-CP sistem i glikolitički sistem, a za aktivnost malog intenziteta je oksidativni sistem. Kada se potroše rezerve glikogena i snizi se koncentracija sećera u krvi tad se pojačano luče hormoni stresa tj. kateholamini (adrenalin i noradrenalin) kao i glukokortikoidi nadbubrežne žlijezde. Pod njihovim uticajem dolazi do razlaganja masti i proteina a od produkata razgradnje tj. mliječne kiseline, glicerola i glukogenih aminokiselina (alanin i glutamin) nastaje u jetri glukoza procesom glukoneogeneze.