Aby zrozumieć, czym jest mleczan we krwi i jak jest wytwarzany podczas ćwiczeń, przydatne jest podstawowe zrozumienie systemów, które organizm wykorzystuje do produkcji energii. Niezależnie od tego, czy biegniesz maraton, czy wykonujesz skok olimpijski, mięśnie szkieletowe są zasilane przez jeden ważny związek; adenozynotrójfosforan (ATP). Organizm przechowuje tylko niewielkie ilości ATP w mięśniach, więc musi na bieżąco wymieniać i syntetyzować ten związek energetyczny. Zrozumienie, jak to robi jest kluczem do zrozumienia systemów energetycznych.
Istnieją 3 oddzielne systemy energetyczne, przez które organizm produkuje ATP. Opisanie każdego z tych systemów w szczegółach wykracza poza cel tego artykułu. Zamiarem jest natomiast, aby przedstawione krótkie zarysy pomogły w opisaniu roli mleczanu we krwi podczas produkcji energii do ćwiczeń oraz tego, jak ta wiedza może być wykorzystana do pomocy w treningu w celu poprawy wyników wytrzymałościowych.
SYSTEMY ENERGETYCZNE
System ATP-PCr
System ten produkuje energię podczas pierwszych 5-8 sekund ćwiczeń z wykorzystaniem ATP zmagazynowanego w mięśniach i poprzez rozpad fosfokreatyny (PCr). System ten może działać z lub bez obecności tlenu, ale ponieważ nie polega na tlenie do pracy, mówi się, że jest beztlenowy. Kiedy aktywność trwa dłużej niż ten okres, organizm polega na innych sposobach wytwarzania ATP.
System glikolityczny
System ten wytwarza ATP poprzez rozkład glukozy w serii reakcji enzymatycznych. Produktem końcowym glikolizy jest kwas pirogronowy. Zostaje on albo skierowany przez proces zwany cyklem Kreb’a (wolna glikoliza), albo przekształcony w kwas mlekowy (szybka glikoliza). Szybki system glikolityczny wytwarza energię szybciej niż powolna glikoliza, ale produkt końcowy w postaci kwasu mlekowego może się gromadzić i uważa się, że prowadzi do zmęczenia mięśni. Udział szybkiego glikolitycznego systemu energetycznego gwałtownie wzrasta po pierwszych 10 sekundach, a aktywność trwająca do 45 sekund jest zasilana energią pochodzącą głównie z tego systemu. Cokolwiek dłużej niż to i jest coraz bardziej poleganie na systemie oksydacyjnym.
System oksydacyjny
To jest, gdzie kwas pirogronowy z powolnej glikolizy jest przekształcany w substancję zwaną acetylo-koenzymem A, a nie kwas mlekowy. Substancja ta jest następnie wykorzystywana do produkcji ATP poprzez kierowanie jej przez cykl Krebsa. W trakcie rozkładu powstaje ATP, ale również wytwarzany jest wodór i dwutlenek węgla. Może to prowadzić do zwiększenia kwasowości krwi. Jednakże, gdy obecny jest tlen, łączy się on z cząsteczkami wodoru w serii reakcji znanych jako łańcuch transportu elektronów, tworząc wodę, zapobiegając w ten sposób zakwaszeniu. Łańcuch ten, który wymaga obecności tlenu, prowadzi również do produkcji ATP. Cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów również metabolizują tłuszcz do produkcji ATP, ale to znowu wymaga obecności tlenu, aby tłuszcze mogły zostać rozłożone. Więcej ATP może być uwolnione z rozkładu tłuszczów, ale ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na tlen, intensywność ćwiczeń musi być zmniejszona. Jest to również najbardziej zrównoważony sposób produkcji ATP.
Ważne jest, aby pamiętać, że systemy te są wszystkie stale pracuje do produkcji energii dla wszystkich funkcji organizmu i jeden system nigdy nie działa wyłącznie nad innymi. Jeśli chodzi o produkcję energii do ćwiczeń, jeden system będzie odgrywał bardziej dominującą rolę (będzie to podyktowane rodzajem wykonywanej aktywności), ale wszystkie 3 systemy będą nadal pracować w celu zapewnienia odpowiedniej ilości ATP.
Co to jest mleczan we krwi?
To właśnie poprzez System Glikolityczny rola i produkcja mleczanu we krwi staje się oczywista. Przypomnijmy, że produktem końcowym glikolizy jest kwas pirogronowy. Kiedy jest on przekształcany w kwas mlekowy, szybko dysocjuje i uwalnia jony wodorowe. Pozostały związek łączy się następnie z jonami sodu lub potasu, tworząc sól zwaną mleczanem. Powstanie mleczanu nie jest produktem odpadowym, lecz umożliwia dalszy metabolizm glukozy w procesie glikolizy. Tak długo, jak klirens mleczanu jest dopasowany do jego produkcji, staje się ważnym źródłem paliwa.
Clearance mleczanu z krwi może wystąpić albo przez utlenianie w obrębie włókna mięśniowego, w którym został wyprodukowany lub może być transportowany do innych włókien mięśniowych do utleniania. Mleczan, który nie jest utleniony w ten sposób, dyfunduje z ćwiczącego mięśnia do naczyń włosowatych i jest transportowany przez krew do wątroby. W obecności tlenu mleczan może zostać przekształcony w pirogronian, który następnie może zostać przekształcony w glukozę. Glukoza ta może być metabolizowana przez pracujące mięśnie (jako dodatkowy substrat) lub przechowywana w mięśniach jako glikogen do późniejszego wykorzystania. Tak więc mleczan powinien być postrzegany jako użyteczna forma energii potencjalnej. Kwas mlekowy i mleczan nie powodują zmęczenia per se.
W rzeczywistości, jest to powszechna błędna interpretacja, że mleczan we krwi lub nawet kwas mlekowy ma bezpośredni negatywny wpływ na wydajność mięśni. Obecnie ogólnie przyjmuje się, że każdy spadek wydajności mięśni związany z akumulacją mleczanu we krwi jest spowodowany wzrostem jonów wodorowych, co prowadzi do zwiększonej kwasowości środowiska międzykomórkowego. Uważa się, że ta kwasica ma niekorzystny wpływ na skurcz mięśni i przyczynia się do uczucia ciężkich lub „galaretowatych” nóg.
Termin „akumulacja” jest zatem kluczem, ponieważ zwiększona produkcja jonów wodorowych (ze względu na wzrost produkcji kwasu mlekowego) nie będzie miała szkodliwego wpływu, jeśli klirens jest tak samo szybki. Podczas ćwiczeń o niskiej intensywności poziom mleczanu we krwi pozostanie na poziomie zbliżonym do spoczynkowego, ponieważ klirens będzie odpowiadał produkcji. Wraz ze wzrostem intensywności ćwiczeń pojawia się punkt zwrotny, w którym poziom mleczanu we krwi zaczyna wzrastać (produkcja zaczyna przewyższać klirens). Jest to często określane jako próg mleczanowy (LT). Jeśli intensywność ćwiczeń nadal wzrasta, obserwuje się drugi, często bardziej oczywisty wzrost akumulacji mleczanu. Jest to określane jako punkt zwrotny mleczanu (LTP).
Jak możemy wykorzystać pomiar stężenia mleczanu we krwi do poprawy wyników wytrzymałościowych?
Procesy fizjologiczne omówione powyżej nie mogą zostać pominięte, jeśli chodzi o czynniki ograniczające wyniki wytrzymałościowe, tj. nie można przebiec maratonu, gdy stężenie mleczanu znacznie wzrośnie. LT i LTP danej osoby są zatem potężnymi predyktorami wydajności wytrzymałościowej. Znajomość intensywności ćwiczeń, która reprezentuje te dwa punkty może okazać się cennym narzędziem w ocenie aktualnych możliwości wysiłkowych danej osoby. Ponadto, może również pomóc w skonstruowaniu efektywnego programu treningowego. Przy odpowiednim rodzaju treningu, tj. odpowiedniej objętości, intensywności i częstotliwości, osoba powinna zauważyć zmianę w LT i LTP, dzięki czemu intensywność ćwiczeń będzie wyższa w tych dwóch punktach. Odzwierciedla się to w lepszych wynikach wytrzymałościowych, ponieważ ograniczające efekty akumulacji mleczanu nie występują przy intensywności lub tempie, które obserwowano przed treningiem. Recepta na strefy treningowe w celu osiągnięcia tego typu adaptacji opiera się na zakresach tętna, które reprezentują pierwotne LT i LTP danej osoby.
Używając tych stref tętna, można stworzyć specyficzny program treningowy, aby upewnić się, że odpowiednia ilość czasu jest poświęcona na trening z intensywnością powyżej, poniżej lub równoważną LT i LTP. Głównym celem jest podniesienie intensywności, przy której występuje LT i LTP, co z kolei przekłada się na zdolność do pracy przy wyższych intensywnościach przez dłuższe okresy czasu, tzn. klirens mleczanów jest wytwarzany przy wyższej intensywności, a zmęczenie mięśni spowodowane kwasicą jest opóźnione. Inne korzyści płynące z zastosowania tych specyficznych stref tętna to m.in. dostosowanie treningu do konkretnego wydarzenia, ponieważ niektóre wydarzenia będą wymagały więcej pracy w określonych strefach niż inne. Możliwa jest również ochrona zapasów glikogenu, co pozwala na zwiększenie objętości treningu przy jednoczesnym uniknięciu jego przeciążenia. Ocena tempa może się poprawić, ponieważ zdolność do utrzymania intensywności treningu jest coraz lepsza, a wykonanie odpowiedniej ilości pracy zgodnie z ukierunkowanym programem może dodać sportowcowi pewności siebie i zmniejszyć niepokój. Rysunek 1. Pokazuje, jak może wyglądać profil mleczanowy krwi przed i po okresie odpowiedniego treningu.
Tworzenie krzywej mleczanowej krwi
Dzięki rozwojowi sprzętu do badania mleczanu krwi, ustalenie tego typu informacji jest stosunkowo łatwe i może być wykonane poza laboratorium z dużą dokładnością. Próbki krwi mogą być pobierane z płatka ucha na różnych etapach podczas krótkiej submaksymalnej procedury testu inkrementalnego (zwykle na bieżni, rowerze lub maszynie wioślarskiej). Natychmiastowe odczyty mleczanu we krwi mogą być produkowane podczas testu, wykresy przeciwko intensywności i skorelowane z tętnem, wszystko w stosunkowo krótkim czasie.
To nie jest coś, co jest zarezerwowane tylko dla elitarnej populacji. W rzeczywistości rekreacyjnych biegaczy, rowerzystów i wioślarzy stać zyskać więcej z tego typu informacji, ponieważ potencjalnie mają więcej miejsca na poprawę. Z tego powodu, Matt Roberts Personal Training dodał ten rodzaj testów do swojej oferty usług treningowych. Wszyscy rekreacyjni entuzjaści wytrzymałości mogą zyskać cenny i użyteczny wgląd we własną fizjologię dzięki tego typu testom, a kiedy są one stosowane w połączeniu z dobrze skonstruowanym programem treningowym, wydajność na pewno się poprawi.
.