Muskler har brug for energi til at udføre deres funktioner. Det Energiforsyning kan garanteres på forskellige måder gennem nedbrydning og omdannelse af næringsstoffer.
Hvad er energiforsyningen?
Energiforsyningen til muskelaktiviteter er mulig på 4 forskellige måder. De adskiller sig hvad angår hastighed og mængde, som de kan levere energi på. Intensiteten af muskelaktivitet bestemmer, hvilken af disse processer der bruges til at levere energi.
De forskellige processer kører ofte side om side. I den anaerobe (uden ilt) alaktiske (uden laktatangreb) proces tilvejebringer ATP-opbevaring (adenosintrifosfat) og kreatinfosfatlagring energi i kort tid. Dette er dog kun tilstrækkeligt i 6-10 sekunder, for veluddannede atleter i op til 15 sekunder og kaldes op til maksimal ydeevne i området med maksimal, hurtig styrke og hastighed. Alle andre processer kræver tilstedeværelse af glukose eller fedtsyrer. De leverer ATP (adenosintriphosphat) i forskellige mængder gennem komplet eller ufuldstændig nedbrydning.
Med anaerob mælkeenergiforsyning nedbrydes glykogen, lagringsformen for glukose, ufuldstændigt. Derfor kaldes denne proces også anaerob glycolyse. Resultatet er laktat og lidt energi, som er tilstrækkelig i 15-45 sekunders intens præstation, for topatleter i 60 sekunder. Ved langvarige, lave intensitets sportsaktiviteter opnås energien fra fuldstændig forbrænding af glukose eller fedtsyrer i aerob (med iltforbrug) energiproduktionsprocesser, der finder sted i muskelcellernes mitokondrier.
Funktion & opgave
Muskler har brug for energi til at udføre deres funktioner. De omdanner dette til mekanisk arbejde for at bevæge led eller stabilisere områder af kroppen. Den mekaniske effektivitet er imidlertid meget lav, da kun ca. en tredjedel af den tilførte energi bruges til de kinetiske krav. Resten forbrændes i form af varme, der enten frigives til ydersiden eller bruges til at opretholde kropstemperaturen.
Idrætsudøvere, for hvilke hurtige bevægelser eller dem, der involverer høj fysisk anstrengelse, er vigtige over en kort periode, trækker deres energi fra energilagrene, der er placeret i muskelcellens plasma. Typiske discipliner, der opfylder disse krav, er f.eks. 100 meter sprint, vægtløftning eller højhopp.
Typiske sportsaktiviteter, der viser en varighed på 40 - 60 sekunder under maksimal mulig præstation er 400 meter løb, 500 meter hurtig skøjteløb eller 1000 meter banecykling, men også en lang finalespurt i slutningen af et udholdenhedsløb. Musklerne får energien til disse aktiviteter fra den anaerobe mælkeenergimetabolisme. Foruden laktat produceres der flere brintioner, der gradvis over syrner musklerne og således repræsenterer den begrænsende faktor for denne type sportsaktiviteter.
I tilfælde af langsigtede, lave intensitets sportsaktiviteter, skal energien konstant genopfyldes uden forekomst af stoffer, der fører til et sammenbrud. Det gør dette ved fuldstændig forbrænding af glukose og fedtsyrer opnået fra kulhydrater og fedt. I sidste ende ender begge energikilder efter forskellige nedbrydningstrin som acetyl-co-enzym A i citratcyklussen, hvor de nedbrydes under forbrug af ilt og leverer markant mere energi end anaerob glycolyse.
Det er vigtigt, at kroppens fedtreserver kan give energi betydeligt længere end kulhydratlagrene, omend med en lavere intensitet. Hvis udholdenhedsatleter ikke fylder deres kulhydratforsyninger imellem, kan der være et betydeligt fald i ydeevnen.
Sygdomme og lidelser
Alle sygdomme, der svækker nedbrydning, transport og absorption af fedtsyrer og glukose, har negative konsekvenser for energiforsyningen. Ved diabetes er den primære svækkelse absorptionen af glukose fra blodet ind i cellerne, som insulin kræves til. Afhængig af sværhedsgraden kan dette føre til en utilstrækkelig forsyning i muskelcellerne, hvilket reducerer ydeevnen. Konsekvensen af denne absorptionsforstyrrelse er stigningen i blodsukkerniveauet, et signal for bugspytkirtlen til at producere endnu mere insulin for at reducere dette overskud. Ud over den langsigtede organskade forårsaget af ændringer i blodets sammensætning har denne proces en direkte indflydelse på mulighederne for at mobilisere fedt- og glukosereserver i leveren. Den øgede tilstedeværelse af insulin fremmer omdannelsen af glukose til dens lagringsform glycogen og dannelsen af lagringsfedt, som hæmmer mobiliseringen af disse stoffer til energilevering.
Leversygdomme såsom fedtlever, hepatitis, leverfibrose eller levercirrhose har lignende virkninger på mobilisering af fedt, selvom virkningsmekanismerne er forskellige. Balancen mellem fedtabsorption og opbevaring på den ene side og nedbrydning og transport på den anden side forstyrres i disse sygdomme på grund af enzymatiske defekter med indvirkning på den samlede ydeevne.
Der er nogle sjældne sygdomme, der finder sted direkte i muskelcellerne og i nogle tilfælde har betydelige konsekvenser for de berørte. Disse genetiske sygdomme opsummeres under betegnelsen metaboliske myopatier. Der er 3 grundlæggende former med forskellige varianter: Ved mitokondrale sygdomme forårsager de genetiske defekter forstyrrelser i luftvejskæden, hvilket er vigtigt for den aerobe nedbrydning af glukose. Dette betyder, at enten ingen eller kun en lille mængde ATP dannes og stilles til rådighed som en energikilde. Ud over muskelsymptomerne er neurale degenerationer i forgrunden. I tilfælde af glykogenlagringssygdom (den bedst kendte form er Pompe sygdom) forstyrrer de genetiske defekter omdannelsen af glycogen til glukose. Jo tidligere denne sygdom forekommer, jo værre er prognosen. Lipidlagringssygdommen opfører sig på samme måde, men der er problemer med fedtkonvertering.
En række symptomer forekommer med alle sygdomme. I musklerne er der undertiden betydelige reduktioner i ydeevne, hurtig træthed, forekomst af muskelkramper, muskelhypotoni og med langvarig progression, muskelsvind.
