Zdroje energie během sportovního výkonu
V případě správně provedené regenerace po předchozím výkonu je před sportovní aktivitou vnitřní prostředí organizmu stabilizované. To se však náhle a velmi výrazně změní, jakmile zahájíme jakoukoliv fyzickou aktivitu, která vyžaduje práci svalů. Organizmus není na tuto náhlou změnu fungování připraven a ani netuší, jak velký požadavek na přísun energie přijde, takže dá ihned k dispozici to nejvíce, co má – tedy tzv. makroergní fosfáty, energeticky vysoce koncentrované zdroje umístěné přímo ve svalech. První do hry vstupuje energie přímo ve formě ATP (adenosintrifosfát) a protože začne požadavek na energii vykrývat hned a i díky vysoké koncentraci energie umožňuje velmi intenzivní výkon. Současně ale platí, jelikož je to energie ihned připravená k využití bez nutnosti štěpení, že je hodně těžká a uložení v této podobě by bylo značně neekonomické. Proto je této energie k dispozici velmi malé množství, cca na pár vteřin výkonu.
Je důležité si uvědomit, že pohyb svalů je vykonáván díky aktinu a myozinu, které jediné jsou důležité pro svalovou kontrakci. Ty fungují výhradně jen na energii ATP. To znamená, že všechny energetické procesy v těle končí rozkladem uložených forem energie (sacharidy, tuky, bílkoviny) na finální podobu ve formě ATP. To zabere nějaký čas (různý podle formy uložení energie), proto se jednotlivé systémy zapojují postupně a současně se z nich energie uvolňuje různě rychle, tudíž i pohyb poháněný těmito uloženými zásobami různě rychlý v závislosti na tom, v jak složité struktuře je energie uložená.
Zatím jsme tedy ve fázi úplného začátku výkonu. Je jedno, jestli je to sprint, nebo lehký běh – změna uvnitř organizmu oproti předchozí klidové situaci je výrazná a organizmus proto rozjede systém na maximální potenciál – využije zásobu ATP, protože je připravena k okamžitému použití. Současně aktivuje v pořadí další nejdostupnější zdroj energie – sacharidy ve formě glukózy. Přeměna ATP z glukózy však zabere několik vteřin, tu dobu vykryje tzv. ATP-CP systém, kde CP je kreatin fosfát. Proces je jednoduchý – ATP (adenosintrifosfát) dá energii aktinu a myozinu s použitím jednoho fosfátu. Tím vznikne ADP (adenosindifosdát), který do použitelné podoby ATP doplní CP tím, že mu předá jeden fosfát. Tento koloběh trvá jen jednotky vteřin, ale stačí to na to, aby ve svalech nedošlo ATP, než se plně rozvine glykolýza.
ATP je potřeba zajistit rychle, proto nastupuje anaerobní glykolýza. Je sice méně efektivní (z jedné molekuly glukózy vytvoří 2 molekuly ATP), ale je to právě její jednoduchá dráha vzniku ATP, která zajistí rychlý vznik ATP a tedy to, proč na ni přijde řada i v případě, že fyzická aktivita je poměrně jednoduchá a rozhodně ne anaerobní. To však energetický systém neví, jeho prioritou je zajistit dostatek ATP a rozhodovací křižovatka nastane až při běhu anaerobní glykolýzy. Mezitím si ale musíme anaerobní glykolýzou projít, včetně možných pocitů zakyselení organizmu hned na úvod výkonu.
Rozhodovací křižovatka nastává až nyní – v závislosti na intenzitě výkonu.
Je-li výkon anaerobní, tzn. nestíháme dodávat rychle kyslík, pokračuje anaerobní glykolýza, a to tak dlouho, dokud se tělo nezaplaví laktátem, nebo dokud se nevyčerpá glukóza (té máme v krvi pouhých 5 gramů). Poté dochází k ukončení výkonu, nebo zakyselení s výrazným poklesem tempa a přechodem na jiný energetický systém.
Jestliže výkon není nijak intenzivní a stíháme dýchat a tedy dodávat svalům kyslík v dostatečném množství, začne v dodávání energie dominovat aerobní glykolýza. Tzn. zdrojem energie jsou stále sacharidy, ale úlohu přebírá svalový glykogen. A systém je výrazně efektivnější – z jedné molekuly glukózy se vyrobí přes 30 molekul ATP.
Při vytrvalostních výkonech (tedy těch trvajících déle než 2 minuty) se systém po přechodu na aerobní glykolýzu jakoby stabilizuje – podmínkou je neustálý dostatečný přísun kyslíku a dostatek svalového glykogenu. Čas od času může organizmus přepnout na anaerobní glykolýzu (únik, sprint apod.), ale po krátké době je nutný návrat k aerobní glykolýze. Svalový glykogen je pro dobrý výkon nyní klíčový. To si uvědomuje i organizmus, proto souběžně aktivoval další energetický systém – lipolýzu, při níž se spalují mastné kyseliny. Ty potřebují jednak kyslík (tzn. lipolýza nefunguje v anaerobním prostředí) a současně složitost uložení energie právě v podobě mastných kyselin z nich dělá jednak pomalou energii co se týká doby náběhu a současně i rychlosti dodávání energie. Jinými slovy řečeno – mastné kyseliny se začnou výrazněji zapojovat až zhruba po 30 minutách výkonu a jsou cca 2x pomalejší než sacharidy, proto i výkon absolvovaný na mastné kyseliny je pomalejší než výkon na glykogen.
Aerobní glykolýza spolu s lipolýzou se podílí na krytí energetické potřeby, a to až do té doby, než dojde ve svalech svalový glykogen. Kdy se tak stane vychází z několika faktorů:
kvalita regenerace před tímto sportovním výkonem, tzn. v jaké úrovni se podařilo doplnit zásoby svalového glykogenu před sportem
intenzita výkonu, tzn. v jakém poměru jsou páleny mastné kyseliny a glykogen
trénovanost, které ovlivňuje rychlost nástupu mastných kyselin a současně i míru zapojení mastných kyselin i při vyšších intenzitách
míra doplňování vhodných sacharidů během výkonu, protože správné sacharidy konzumované při sportu umí nahradit svalový glykogen a tedy jej šetřit
Cílem sportovce by mělo být šetřit svalový glykogen co nejdéle, protože mu umožňuje vyšší výkonnost (rychlejší výkony). Přesto se ale dříve či později stane, že svalový glykogen dojde (cca po 90 minutách výkonu). Protože sacharidy jsou pro pokračování výkonu důležité, už proto, že mastné kyseliny se pálí v ohni sacharidů, nahradí aerobní glykolýzu další energetický systém, glukoneogeneze. Jejím cílem je, jak název napovídá, vznik nové glukózy. A zdroji pro tvorbu glukózy jsou v tomto případě především mastné kyseliny, aminokyseliny (uložené ve svalech) a laktát. Samozřejmě se jedná o náročné chemické reakce, které znamenají zdržení s dodávkou ATP a tedy nutným poklesem výkonu.