מקורות אנרגיה של בני אדם

מקורות אנרגיה עיקריים לעבודת שרירים תקינה הם:

1. קישורי פוספט - אדנוזין טריפוספט (ATP) וקראטינפוספט (KP)
2. פחמימות- גלוקוז וגליקוגן.
3. שומן
4. חלבון, אך לשמחתנו, באספקת האנרגיה של הגוף יש לו תפקיד שולי, רק במקרה של רעב או אימונים מטישים וארוכים המנגנון מופעל.

מאגרי ATP ו-KP , גליקוגן ושומן נאגרים בתא שריר עצמו וגם בכבד וברקמה תת עורית. 
מאגרי ATP ו-KP כל כך מזעריים, שהם מכילים רק כמה קלוריות ומספיקים לכמה שניות עבודה אינטנסיבית בלבד!
לעומת זאת מאגרי הגליקוגן הרבה יותר גדולים. אצל אדם שאינו מתאמן יש כ 450 גרם גליקוגן (כ 1800 קלוריות) , ולאדם מתאמן יכול להגיע גם ל -750 גרם ( כ- 3000 קלוריות).

רוב הגליקוגן נמצא בשריר, ורק כ-150 גרם בכבד, כ -600 קלוריות. לכן באספקת האנרגיה לשריר, הגליקוגן שנמצא בשריר הרבה יותר אפקטיבי מכיוון שאינו מצריך "הובלה" דרך כלי הדם ממקומות המאגר, הוא כבר שם! 
השריר צובר בכיף את הגלוקוז המגיע אליו בצורת גליקוגן, וממש לא רוצה לשחרר אותו למטרות שימוש של שרירים פעילים נוספים. זאת אומרת ששריר עובד, ברגע שהוא מנצל את כל מאגרי הגליקוגן שלו לא יוכל להלוות אותו משרירים אחרים אלא ינצל מקורות אנרגיה אחרים. ובנוסף גליקוגן שנמצא בכבד לא ינוצל, בדרך כלל על ידי השריר מכיוון שהוא נחוץ קודם כל לתפקוד המוח ומערכת העצבים. לכן כל מיני מערכות הגנה מגנות מפני ניצול יתר של גליקוגן הכבד על ידי השרירים ושומרות על רמת סוכר תקינה בדם.

עכשיו נדבר על שומנים. המאגרים שלהם אצלנו בגוף הרבה יותר גדולים מהמאגרים של גליקוגן , בערך החל מ-30000 עד 100000 קלוריות ואפילו יותר. לכן מובן מעליו שרוב הקלוריות הללו נאגרות אצלינו במתניים, רגליים, בטן ועוד ובשריר יש רק כ 1900 קלוריות, כ 200 גרם. 
כל הנתונים האלו הם משוערים ומדברים על ממוצע, רק בשביל לתת מושג על מאגרי האנרגיה של גופנו.

נעבור למידע הכי חשוב:

מקור האנרגיה הישיר לכל רקמות השריר הוא תמיד אדנוזינטריפוספט ATP. לכן כל שינוי של שומנים, פחמימות ומקורות אנרגיה אחרים בתא מגיעות לסינטז קבוע של ATP , זאת אומרת שכל החומרים האלו " נשרפים" בשביל לייצר מולקולות ATP. 
זה מתרחש בצורה כזאת: 
בשביל לקבל אנרגיה אדנוזינטריפוספט (ATP) מתחלק לאדנוזינדיפוספט (ADP) ופוספט (P) , בזמן החלוקה משתחררת אנרגיה, שמנוצלת לכיווץ השריר, כך התהליך נראה; 

1. אנרגיה+ATP->ADP+P

אך האנרגיה שנוצרת בדרך זו אינה מספיקה להרבה זמן רק לכמה שניות בודדות, מכיוון שמאגרי ה-ATP מאד קטנים, ורק 1/3 ממנה מנוצל לעבודה 2/3 נותרים משמשים לחימום. לכן מיד מופעל מנגנון סינטזה הפוכה, ATP, זאת אומרת שהמולקולות שנוצרו מפירוק ATP, תוצרים ADP ו-P מתחברות שוב.

2. ADP+P+אנרגיה->ATP

לקיום הנוסחה הזו כבר דרושה אנרגיה. ולהפעלתה נדרשים חומרים נוספים. ובין אם קיים השילוב של חמצן בתהליך או לא, מבדילים יצור אנרגיה אנארובי( ללא חמצן) ואירובי ( בשילוב חמצן) . 
אז איזה סוג אנרגיה ינוצל לשיקום ATP, תלוי בכמות האנרגיה הנדרשת ביחידת זמן. 
בזמן עבודה מאומצת מאוד, שמתבצעת בפתאומיות ממצב מנוחה, ATP משתקם בעזרת קראטינפוספט( KP). במצב כזה הנוסחה לקבלת ATP נראת כך:

3. KP+ADP->K+ATP

במצב זה קריאטינפוספט מתפרק ל קראטין ופוספט עם שיחרור האנרגיה הדרושה שמנוצלת בזמן ש-P מתחבר לADP לסינטזה של ATP. 
הנוסחה נראית כך;

3. KP+ADP -> K+P+energy+ADP-K+ATP

תהליך זה מאוד אפקטיבי מכיוון ששיחרור האנרגיה כתוצאה מטרנספטרמציה כזו משתווה לאנרגיה המגיעה מפירוק ה-ATP. 
אבל כמות הקריאטינפוספט בשריר גדול רק פי 3 או 4 מאשר המאגרים של ה-ATP, לכן הוא מספיק ל7-12 שניות של עבודה מאומצת או 15-30 שניות של כיווץ השריר. והלאה זה נגמר. אנחנו נתקלים במצב זה לרוב אצל מתאמנים חדשים, כ 30 שניות הם מתאמנים בהתלהבות ואז זהו, מאגרי הפוספטים , העשירים באנרגיה אזלו, והגוף במצב כזה צריך להזין את עצמו ממקור אנרגיה פחות מועיל הגליקוגן. 
הגליקוגן שנמצא בשריר, בתנאים כאלו יתחיל להתפרק ללא השפעה של חמצן על חומצה לקטית. ליתר הדיוק גליקוגן לא מתפרק במלואו אלא רק עד שנוצרת חומצה לקטית. לכן בעת פירוק כזה תווצר אנרגיה שנחוצה לסינטז ה-ATP. 
וכך תראה הנוסחה ;

4. גליקוגן->לקטאט + ???וכך יותר מפורט ; גליקוגן -> חומצה לקטית + אנרגיה +P+ADP->חומצה לקטית + ATPשמה של מערכת אנארובית לקטית או בשמה הנוסף ; מערכת אנארובית גליקוליתית. 
אך יש בעיה שבזמן שגליקוגן מתפרק בצורה כזו יש הרבה פחות אנרגיה זמינה, מאשר בזמן פירוק קריאטינפוספט. לכן צריך להוריד את האינטנסיביות של העבודה מכיוון שאין מספיק אנרגיה לתנועות מהירות ועוצמתיות. פירוק אנארובי של גליקוגן מתחיל ממש מתחילת העבודה, הרי הגוף שלנו לא יודע מראש איזה עומס מחכה לו, לכן משתדל להפעיל את כל מצברי האנרגיה שלו בו זמנית, כדי לא לאפשר מעצורים בעבודה. מערכת אנארובית לקטית מגיעה לעוצמתה המלאה לאחר כ15 -20 שניות של עבודה מאומצת, זאת אומרת לאחר שנגמרים המאגרים של קריאטינפוספט. אבל ההשפעה של מערכת זו לא יכולה להמשך זמן ממושך מאוד, והיא מספיקה רק ל -2 עד 3 דקות של עבודה מאומצת מאד. והסיבה היא לא בכך שנגמרים המאגרים של הגליקוגן אלא בחומצה לקטית. בזמן עבודה מאומצת וממושכת מאד הכמות של חומצה לקטית הנוצרת בעקבות כך גדולה בהרבה ממה שהשריר יכול לנצל, ובעקבות זאת העודף של חומצה לקטית מביא לירידה במהירות הספיגה של פירוק הגליקוגן שמוביל לירידה בסינטזת ה-??? וכתוצאה מכך לירידה בתפקוד. במצב זה לא נשאר לנו כלום אלא לעצור ולנוח, או להוריד מהעומס כדי להפעיל מערכת אחרת של קבלת האנרגיה, מערכת אירובית. 

בהתאם לכל האמור לעיל , גליקוגן יכול להתפרק לא רק לחומצה לקיחת. בזמן שיש מספיק חמצן )?2, גליקוגן יכול להתפרק עד לפחמן דו חמצני ( ??2) ומים (?2?), כמובן עם שיחרור האנרגיה בו זמנית. אבל זה תהליך איטי ומתבצע בשני שלבים: קודם גליקוגן מתפרק עד לחומצה לקטית , אחר כך חימצון של החומצה הלקטית, ביציאה מתקבל פחמן דו חמצני, מים וכמויות אדירות של אנרגיה, כמויות יותר גדולות אפילו מפירוק בזמן פעילות אנארובית מכיון שיש כאן גם חומצה לקטית שהיא מקור אנרגיה נוסף. וזו הנוסחה; 

5. גליקוגן + ?2 - > 
?2?+??2+???
תהליך זה יכול להתרחש גם בחומצות שומן שגם כן הופכים למים קופלמן דו חמצני :
חומצות שומן + ?2 ->
6. ?2?+??2+???

אבל גם בזמן עבודת מערכת אירובית לא הכל כל כך פשוט, מאגרי הגליקוגן והשומן מספיקים לשעות ארוכות של עבודת השריר , בצורה כזאת לא נוצרת חומצה לקטית שמשפיעה על עייפות השריר אך יש הגבלה לכמות החמצן מכיון שאספקתו תלויה בעיקר בעבודתה של מערכת לב ריאה. כמה שיותר חמצן הלב והריאות יכולים לספק לשריר כך יהיה ניתן לייצר יותר אנרגיה בשיטה זו. בנוסף לשריפת חומצות השומן נדרש יותר חמצן מאשר לפירוק הגליקוגן, כ 12% יותר . יעילות אספקת האנרגיה על חשבון מאגרי שומן תלויה גם במהירות תהליך הליפוליז ( תהליך פירוק שומן לחומצות שומן) וממהירות זרימת הדם ברקמות השומן לאספקה שותפת של אותן חומצות השומן לרקמות השריר. 
מערכת אירובית כמו מערכות אחרות של קבלת האנרגיה לסינטזת ה ??? מופעלת מיד עם תחילת פעילות פיזית אך " מתגברת" ממש לאט לכן היא מגיעה לשיאה רק כעבור 2-3 דקות של עבודה מאומצת. לכן כמו שנאמר קודם , הראשון מתבצע פירוק של הגליקוגן ורק לאחר כחצי שעה מתחיל פירוק השומנים.
ולסיכום;
תמיד בו זמנית מופעלות ארבע מערכות לחילוף אנרגיה;
1. ארובית אלקטית ( פוספטית) (???, קריאטינפוספט) 
2. אנארובית לקטית ( גליקוליטית) ( גליקוגן של הכבד והשריר וגלוקוזה בדם) 
3. גליקוליז אירובי ( גליקוגן של השריר, הכבד וגלוקוזה בדם)
4. חמצון אירובי של חומצות השומן, שאפשר להעלות את מאגריהם בעזרת אימונים, וכך גם את יעילותם בעזרת שיפור עבודה של מערכת לב ´ריאה. אפשר "ללמד" את השרירים לעבוד בשיטה מסויימת. השאלה היא בעזרת איזה סוג אימון

קרוספיט