3. Metabolizam i energetska potrošnja tijekom mišićnog rada

5/6/2018 3. Metabolizam i energetska potrošnja tijekom mišićnog rada - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/3-metabolizam-i-energetska-potrosnja-tijekom-misicnog-rada 1/55

Metabolizam i energetskaMetabolizam i energetskapotropotroššnja tijekom minja tijekom miššiiććnognog

radarada



‘’‘’energija ne moenergija ne možže nestati niti se iz nie nestati niti se iz niččega stvoritiega stvoriti’’’’

momožže samo prelaziti iz jednog oblika u drugi:e samo prelaziti iz jednog oblika u drugi:

kemijskakemijska

elektrielektriččnana

elektromagnetskaelektromagnetska

termalnatermalna

mehanimehaniččkaka

nuklearnanuklearna



6060--70% o70% oslobođene energije u organizmuslobođene energije u organizmu

otpada na toplinuotpada na toplinu

ostatak se troostatak se trošši za mii za miššiiććnu aktivnost i ukupninu aktivnost i ukupnistanistaniččni metabolizamni metabolizam

hranidbene namjernice se sastoje uglavnomhranidbene namjernice se sastoje uglavnomod ugljika, vodika, kisika i duod ugljika, vodika, kisika i duššikaika

(bjelan(bjelančč

evine)evine)

energija dobivena njihovom izravnomenergija dobivena njihovom izravnom

razgradnjom je neznatnarazgradnjom je neznatna



adenozin trifosfat (ATP)adenozin trifosfat (ATP)



fosfokreatin (PCr)fosfokreatin (PCr)





GlikolitiGlikolitiččki sustavki sustav

anaerobna glikolizaanaerobna glikoliza

3 mol ATP/ mol glikogena3 mol ATP/ mol glikogena

12 enzimatskih reakcija12 enzimatskih reakcija

energetska potroenergetska potroššnja minja miššiićća ua u

intenzivnom radu 200 putaintenzivnom radu 200 puta

vevećća od one u mirovanjua od one u mirovanju

neophodno sudjelovanje vineophodno sudjelovanje viššeeenergetskih izvoraenergetskih izvora

A b i tA b i t



Aerobni sustavAerobni sustav -- oksidacija ugljikohidrataoksidacija ugljikohidrata --

u prisustvu Ou prisustvu O22

piruvipiruviččnana

kiseline prelazi ukiseline prelazi uacetil CoAacetil CoA

⇩⇩

Krebsov ciklusKrebsov ciklus

⇩⇩

elektronski transportnielektronski transportnilanaclanac

(oksidativna fosforilacija)(oksidativna fosforilacija)





Oksidacija mastiOksidacija masti

kao izvor energije bitnu ulogu imaju,kao izvor energije bitnu ulogu imaju,iskljuisključčivo,ivo, trigliceriditrigliceridi

lipaze razlalipaze razlažžu trigliceride na glicerol iu trigliceride na glicerol i

slobodne masne kiselineslobodne masne kiseline

β k id ij



ββ oksidacijaoksidacija ( u mitohondrijima)( u mitohondrijima)





premda masti daju vepremda masti daju većću koliu količčinu energije poinu energije po

jedinici mase, za oksidaciju masti potrebna jedinici mase, za oksidaciju masti potrebna je ve je većća kolia količčina kisika:ina kisika:

masti: 5.6 molekula ATP / molekula Omasti: 5.6 molekula ATP / molekula O22

ugljikohidrati: 6.3 molekule ATP / molekula Ougljikohidrati: 6.3 molekule ATP / molekula O22

kako je transport kisika ogranikako je transport kisika ograniččenen

ugljikohidrati imaju prednost kao izvor ugljikohidrati imaju prednost kao izvor

energije u intenzivnom mienergije u intenzivnom miššiiććnom radunom radu





Metabolizam proteinaMetabolizam proteina

1.1. glukoneogenezaglukoneogeneza ⇒ glukozaglukoza

2.2. razgradnja do piruvata ili acetil CoArazgradnja do piruvata ili acetil CoA duduššik kao nusprodukt pretvara se u ureuik kao nusprodukt pretvara se u ureu šštoto

zahtjeva dodatnu energetsku potrozahtjeva dodatnu energetsku potroššnjunju 2424--satni urinsatni urin

ukupni udio proteina kao izvora energije je svegaukupni udio proteina kao izvora energije je svega

oko 5 %oko 5 %



Oksidativni kapacitetOksidativni kapacitet

mjerenje aktivnostimjerenje aktivnosti

sukcinat dehidrogenaze sukcinat dehidrogenaze

ii

citrat sintetaze citrat sintetaze

kod sportakod sportašša s visokim aerobnima s visokim aerobnim

kapacitetom 2kapacitetom 2 – – 4 puta ve4 puta većća aktivnosta aktivnost

oksidativnih enzima u odnosu na sedentarnuoksidativnih enzima u odnosu na sedentarnupopulacijupopulaciju



Vrsta miVrsta miššiiććnih vlakana i oksidativninih vlakana i oksidativni

kapacitetkapacitet

ššto je vito je višše sporih vlakana, to je ukupnie sporih vlakana, to je ukupnioksidativni kapacitet veoksidativni kapacitet veććii

trening izdr trening izdr žžljivosti poveljivosti poveććava oksidativniava oksidativnikapacitet,kapacitet, ččak i brzih vlakanaak i brzih vlakana

povepoveććanje broja mitohondrija i enzimaanje broja mitohondrija i enzima

ββ--oksidacijeoksidacije



Mjerenje energetskeMjerenje energetskepotropotroššnjenje

I k l i t ijIzravna kalorimetrija



Izravna kalorimetrijaIzravna kalorimetrija



Respiracijski kvocijentRespiracijski kvocijent

R = VCOR = VCO22 / VO/ VO22

kolikoliččina kisika potrebna za potpunu razgradnjuina kisika potrebna za potpunu razgradnju

ugljikohidrata ili masti je proporcionalna koliugljikohidrata ili masti je proporcionalna količčiniiniugljika u tim spojevimaugljika u tim spojevima



glukoza:glukoza:CC66

HH1212

OO66

+ 6O+ 6O22

→→ 6CO6CO22

+ 6H+ 6H22

O + 38 ATPO + 38 ATP

R = 6 COR = 6 CO22

/ 6 O/ 6 O22

= 1.0= 1.0

palmitinska kiselina:palmitinska kiselina:

CC1616 HH3232 OO22 + 23 O+ 23 O22 →→ 16CO16CO22 + 16H+ 16H22 O + 129 ATPO + 129 ATP

R =R = VCOVCO22

/ VO/ VO22 = 16CO= 16CO22

/ 23O/ 23O22 = 0.70= 0.70



ograniograniččavajuavajuććii ččimbenici:imbenici:



ograniograniččavajuavajuććii ččimbenici:imbenici:

OO22 prilipriliččno konstantan (ovisi o potrono konstantan (ovisi o potroššnji)nji)

COCO22 podlopodložžan varijacijama:an varijacijama:-- hiperventilacijahiperventilacija

-- intenzivni miintenzivni miššiiććni radni rad

RQ jedino mjerodavan u mirovanju iliRQ jedino mjerodavan u mirovanju ili

konstantnom opterekonstantnom optereććenjuenju

proteini se ne mogu potpuno oksidirati (duproteini se ne mogu potpuno oksidirati (duššik)ik)

Mj j k b li



Mjerenje energetskog metabolizmaMjerenje energetskog metabolizma

izotopimaizotopima

1313

C,C, 22

H (deuterium)H (deuterium)

22

HH22

1818

OO

analiza urina, sline, krvi (vianaliza urina, sline, krvi (višše tjedana)e tjedana)

nije pogodno za uvid u trenutno stanjenije pogodno za uvid u trenutno stanje



Određivanje anaerobnogOdređivanje anaerobnogmetabolizmametabolizma



1.1. određivanje duga kisikaodređivanje duga kisika

nesavr nesavr ššenost transportnog sustava kisikaenost transportnog sustava kisika(kardiorespiracijski sustav)(kardiorespiracijski sustav)

potrebno je nekoliko minuta da aerobnipotrebno je nekoliko minuta da aerobni

procesi omoguprocesi omogućće potpunu energetskue potpunu energetsku

proizvodnjuproizvodnju

EPOCEPOC



EPOCEPOC -- excess postexercise oxygen consumptionexcess postexercise oxygen consumption --



EPOCEPOC ⇔⇔

dug kisikadug kisika

def. radef. razlika potrebe za kisikom pri određenomzlika potrebe za kisikom pri određenom

radnom optereradnom optereććenju i trenutnih moguenju i trenutnih moguććnostinosti --brzine njegova transportabrzine njegova transporta

u nedostatku Ou nedostatku O22 organizam stvara ATP izorganizam stvara ATP iz

anaerobnih izvoraanaerobnih izvora



2. laktatni anaerobni prag2. laktatni anaerobni prag

def. todef. toččka u kojoj dolazi do nakupljanja laktata uka u kojoj dolazi do nakupljanja laktata u

krvi pri određenom radnom opterekrvi pri određenom radnom optereććenjuenju

⇩⇩

mjera anaerobnog kapacitetamjera anaerobnog kapaciteta

ovisi o: 1. proizvodnji laktata u tkivimaovisi o: 1. proizvodnji laktata u tkivima

2. uklanjanju nakupljenih laktata2. uklanjanju nakupljenih laktata



(lactate threshold(lactate threshold -- nagli porast laktata)nagli porast laktata)

(onset of blood lactate accumulation)(onset of blood lactate accumulation)



laktatni prag se molaktatni prag se možže izraziti kao % VOe izraziti kao % VO22maxmax

(Medb(Medbo i sur.)o i sur.)

pr. 50pr. 50--60% VO60% VO22 maxmax →→ neutrenirane osobeneutrenirane osobe

7070--80% VO80% VO22

maxmax →→ vrhunski sportavrhunski sportaššii



Mjerenje energetskeMjerenje energetske

potropotroššnjenje

1.1. MirovanjeMirovanje

2.2. Tjelesna aktivnostTjelesna aktivnost



Bazalni metabolizamBazalni metabolizam

leležžeećći poloi položžajaj

odmah nakon 8 sati spavanjaodmah nakon 8 sati spavanja

nakon 12 sati suzdr nakon 12 sati suzdr žžavanja od jelaavanja od jela

kcal / kgkcal / kg bezmasne masebezmasne mase / min/ min



kcal / kgkcal / kg bezmasne masebezmasne mase

/ min/ min

(ml O(ml O22

/ kg / min)/ kg / min)

žžene zbog veene zbog veććeg postotka masnog tkiva imajueg postotka masnog tkiva imajumanji bazalni metabolizammanji bazalni metabolizam

povepoveććana povr ana povr ššina tijela poveina tijela poveććava bazalniava bazalni

metabolizam (kcal / mmetabolizam (kcal / m22 / h)/ h)

dnevna potrodnevna potroššnja energije: kcal / dannja energije: kcal / dan

dobdob: bazalni metabolizam se smanjuje sa: bazalni metabolizam se smanjuje sa



dobdob: bazalni metabolizam se smanjuje sa: bazalni metabolizam se smanjuje sa

starenjem (smanjenje bezmasne mase)starenjem (smanjenje bezmasne mase)

tjelesna temperaturatjelesna temperatura: pove: poveććana temperaturaana temperatura

povepoveććava bazalni metabolizamava bazalni metabolizam

stresstres povepoveććava simpatiava simpatiččku aktivnostku aktivnost šštotopovepoveććava bazalni metabolizamava bazalni metabolizam

hormonihormoni: tiroksin i adrenalin pove: tiroksin i adrenalin poveććavajuavaju

bazalni metabolizambazalni metabolizam



dnevni bazalni metabolizamdnevni bazalni metabolizam

≈≈ 12001200--2400 kcal/dan2400 kcal/dan

ukupna dnevna energetukupna dnevna energetska potroska potroššnja prinja prinormalnim aktivnostimanormalnim aktivnostima

≈≈ 18001800--3000 kcal/dan3000 kcal/dan

ukupna dnevna energetukupna dnevna energetska potroska potroššnjanjavrhunskog sportavrhunskog sportašša (s treninzima)a (s treninzima)

≈≈

10 000 kcal/dan10 000 kcal/dan



Energetska potroEnergetska potroššnja prinja prisubmaksimalnom naporusubmaksimalnom naporu



Astrand and Rodahl 1986.Astrand and Rodahl 1986.

Astrand and Rodahl, 1986.Astrand and Rodahl, 1986.

Gaesser and Poole, 1996.Gaesser and Poole, 1996.



Energetska potroEnergetska potroššnja prinja primaksimalnom naporumaksimalnom naporu

VOVO22

maxmax





88 – – 12 tjedana treninga12 tjedana treninga ⇒⇒ VOVO22maxmax

kvalitetnim treningom omogukvalitetnim treningom omoguććava se radava se rad

na znatno vena znatno veććim optereim optereććenjima (75enjima (75--80%80%VOVO22max)max)

pr. Alberto Salazar pr. Alberto Salazar

svjetski rekord u maratonu 2h 8min.svjetski rekord u maratonu 2h 8min.

VOVO22 max = 70 ml/kg/minmax = 70 ml/kg/mintr tr ččao na 86% VOao na 86% VO22

maxmax

2 bitna2 bitna ččimbenika izdrimbenika izdržžljivosti:ljivosti:



2 bitna2 bitna ččimbenika izdr imbenika izdr žžljivosti:ljivosti:

1. VO1. VO22 maxmax2. najve2. najvećći % VOi % VO22

max kroz dulje vrijememax kroz dulje vrijeme

↕↕laktatni praglaktatni prag

♂♂

94 ml/kg/min94 ml/kg/min

♀♀ 77 ml/kg/min77 ml/kg/min

’’’’Radna ekonomikaRadna ekonomika’’’’





Z ij h i i dZ ij h t i i d žžlji i bi jlji ti bit j



Za uspijeh u sportovima izdr Za uspijeh u sportovima izdr žžljivosti bitno je:ljivosti bitno je:

visok VOvisok VO22maxmax

visok laktatni prag (OBLA)visok laktatni prag (OBLA)

usavr usavr ššena ekonomika pokretaena ekonomika pokreta – – rada tj.rada tj.smanjena energetska potrosmanjena energetska potroššnja za isti radnja za isti rad

visoki postotak sporih mivisoki postotak sporih miššiiććnih vlakananih vlakana

Dnevna energetska potroDnevna energetska potroššnja ovisi o:nja ovisi o:



g p j

dobidobi

spoluspolu

veliveliččini tijelaini tijela

tetežžini tijelaini tijela

sastavu tijelasastavu tijela

razini aktivnostirazini aktivnosti





Zamor uslijed sportskogZamor uslijed sportskogoptereoptereććenjaenja



iscrpljivanje izvora energijeiscrpljivanje izvora energije

nakupljanje produkata intenzivnognakupljanje produkata intenzivnog

metabolizmametabolizma

zamor zamor žživivččanog sustavaanog sustava

zamor mizamor miššiiććnog kontraktilnog sustavanog kontraktilnog sustava

PotroPotroššnja zaliha glikogenanja zaliha glikogena





Nakupljanje produkata metabolizmaNakupljanje produkata metabolizma -- acidozaacidoza



NeuroNeuro--muskularni zamor muskularni zamor



smanjena koncentracija acetilkolinasmanjena koncentracija acetilkolina

pojapojaččana aktivnost kolinesterazeana aktivnost kolinesteraze

smanjena aktivnost kolinesterazesmanjena aktivnost kolinesteraze

pojapojaččana otpornost miana otpornost miššii

ććne membrane na podrane membrane na podražžajaj

kompeticija vezivanja na acetilkolinske receptorekompeticija vezivanja na acetilkolinske receptore

povlapovlaččenje Kenje K++ iz intracelularnog prostora (smanjenjeiz intracelularnog prostora (smanjenjemembranskog potencijala)membranskog potencijala)

retencija Caretencija Ca++++ u endoplazmatskom retikulumuu endoplazmatskom retikulumu

UUččinak srediinak središšnjegnjeg žživivččanoganog



sustavasustava

jo jošš uvijek nerazjauvijek nerazjaššnjennjen

snaga motivacije (vlastite i okolice)snaga motivacije (vlastite i okolice)



zahvaljujem na pazahvaljujem na pažžnjinji

Documents

3. Metabolizam i energetska potrošnja tijekom mišićnog rada