سوخت مورد نیاز عضلات چیست ؟

سوخت مورد نیاز عضلات چیست ؟

برای اینکه عضلات به شدت کار کنند باید سوخت مورد نیاز عضله را تامین کنید .سلولهای عضله نیز مانند دیگر سلولها با ترکیب پر انرژی ATP  آدنوزین تری فسفات انرژی خود را تامین می کنند .

ATP که یک مولکول انرژی می باشد موجب انقباض عضله انتقال پیام های عصبی و تقویت دیگر فرایندهای تولید انرژی در سلولها می شود سلولهای عضله با ترکیب اکسیژن و مواد غذایی حاصل از خوراک و عمدتا کربوهیدرات ها ATP می سازند .

چربی نیز به عنوان سوخت عضله استفاده می شود اما سلول چربی فقط در صورت وجود اکسیژن تجزیه می شود سلولهای عضله بیشتر تمایل دارند کربوهیدراتها را سوزانده و چربی ها را ذخیره کرده و از پروتئین برای ترمیم و رشد استفاده کنند .

سلولهای شما از طریق هر یک از سه سیستم انرژی زیر ATP  تولید می نمایند :

۱ )   سیستم فسفاژن

۲ )    سیستم گلیکولیتیک

۳ )  سیستم اکسیداتیو.

در سیستم فسفاژن ATP  از ترکیبی بنام کراتین فسفات (CP)  ساخته می شود همین که ATP موجود به مصرف برسد باید با تغذیه اضافی و اکسیژن انرا جایگزین نمائید.

در طول تمرینات بدنی شدید و کوتاه مدت مانند تمرین با وزنه یا دوی سرعت اکسیژن موجود بوسیله سلولهای عضلانی به مصرف می رسد

در چنین مواقعی CP  برای تولید انرژی در حد چند ثانیه فعالیت وارد عمل می شود CP  می تواند در مواقع کاهش ATP  به تولید ان نیز کمک کند.

هر گونه فعالیت بدنی شدید که بیش از ۳ الی ۱۵ ثانیه بطول بیانجامد می تواند به سرعت موجب نقصان ATP  و CP  در عضله شود انها باید جایگزین شوند پر کردن دوباره ATP و CP  وظیفه دیگر سیستم های انرژی در بدن می باشد

سیستم گلیکولیتیک تامین کننده گلوکز برای عضلات است چه از طریق تجزیه کربوهیدراتهای موجود در رژیم غذایی فرد و چه توسط تجزیه گلیکوژن موجود در سلولهای عضله و کبد در فرایندی بنام گلیکولیز گلیکوژن مجددا به گلوکز تبدیل می شود و طی واکنش های شیمیایی متعددی در نهایت به شکل ATP  بیشتر در می اید.

گلیکوژن ذخیره شده در عضلات شما می تواند انرژی لازم برای ۲ الی ۳ دقیقه فعالیت شدیدی بدنی را تامین نماید اگر اکسیژن  کافی برای سلول عضله فراهم باشد گلوکز می تواند به ATP  زیادی تبدیل شود اگر اکسیژن وجود نداشته باشد یا به طور ناقص تامین شود .

عضلات گلوکز را به ماده زایدی بنام اسید لاکتیک تبدیل می کنند افزایش میزان اسید لاکتیک در عضله در حال فعالیت موجب احساس سوزش در عضله شده و سبب ضعف و خستگی شدید و قطع انقباض عضله خواهد شد هنگامی که برای جایگزینی ATP و CP   مجددا اکسیژن فراهم می شود اسید لاکتیک از عضله خارج می شود .

با یک دوره کوتاه استراحت بدن مجددا اکسیژن به سلولها می رساند و شما می توانید به تمرینات خود ادامه دهید .

سومین سیستم انرژی در بدن شما سیستم اکسیداتیو است این سیستم برای سوخت رسانی در هنگام فعالیت های ایروبیک و دیگر حرکات استقامتی به کمک بدن می اید.

اگر سیستم اکسیداتیو می تواند انرژی لازم برای تمرینات استقامتی را تامین نماید اما در هنگام چنین فعالیت هایی هر سه سیستم بدن به درجات مختلف در این تامین انرژی دخیل می باشند در مواقعی که تمرینات قدرتی انجام می دهید سیستم انرژی فسفاژن و گلیکوژن نقش اصلی را به عهده دارند .

اکسیژن یک منبع مستقیم انرژی برای تمرین ورزشی نمی باشد

این ماده برای تولید مقادیر زیاد ATP  از دیگر منابع انرژی استفاده می کند .

سیستم اکسیداتیو به شکل زیر عمل می کند :

شما با تنفس اکسیژن را وارد ریه هایتان می کنید و متعاقب آن خون اکسیژن را از ریه ها جذب می کند قلب شما خون سرشار از اکسیژن را به بافت های بدن از جمله عضلات پمپاژ می کند.

هموگلوبین که یک پروتیون اری آهن در خون است اکسیژن را به سلولها حمل می کند تا انها را قادر به تولید انرژی نماید میوگلوبین شکل دیگر این پروتیئن دارای آهن عمل رساندن اکسیژن به سلولهای عضلانی را به عهده دارد درون سلولهای عضله کربوهیدراتها و چربی ها طی مراحل مختلف واکنش های تولید انرژی به انرژی تبدیل می شوند.

توانایی بدن برای تولید انرژی بوسیه هر یک از این سه سیستم می تواند با رژیم غذایی مناسب و برنامه تمرینات ورزشی بهبود پیدا کند نتیجه حاصله متابولسیمی است که چربی ها را سوزانده و موجب ساخت عضله می شود.

واقعیتی درباره انواع سیستم های انرژی
در اینجا یک مرور مختصر خواهیم داشت از آنچه باید در مورد هر سه سیستم انرژی بدن بدانید.

ATP (آدنوزین تری فسفات) تنها منبع انرژی برای تمام عملکردها و حرکات بدن است.
وقتی از ATP برای تولید انرژی استفاده می‌شود، منبع ذخیره انرژی باید دوباره پر شود.
بدن می‌تواند ATP را به صورت هوازی یا بی‌هوازی پر کند.

 

سیستم انرژی هوازی
بیایید نگاهی دقیق‌تر به نحوه استفاده بدن شما از سیستم هوازی برای دریافت نیرو بیندازیم و اینکه چگونه می‌توانیم با این سیستم‌ها ورزش کارآمدتر و مؤثرتری داشته باشیم.

همان‌طور که می‌دانید، غذایی که می‌خورید حاوی انرژی است. به جهت اینکه این انرژی برای بدن شما قابل استفاده باشد، باید به ATP یا آدنوزین تری فسفات تبدیل شود. این مولکول که اغلب به عنوان “ارز انرژی” زیست شناسی شناخته می‌شود، به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی را آزاد و به عملی تبدیل کنند. هرچه ATP بیشتری تولید شود، انرژی بیشتری هم در دسترس‌تان است.

سیستم انرژی هوازی روشی است که توسط آن سلول‌ها در حضور اکسیژن ATP تولید می‌کنند. این فرآیند بسیار پیچیده است؛ اما ما یک نسخه ساده شده را برایتان توضیح می‌دهیم که در طول ۳ مرحله اصلی رخ می‌دهد. توجه داشته باشید، در حالی که مثال ارائه شده در اینجا، متابولیسم قند (گلوکز) را دنبال می‌کند، چربی نیز می‌تواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد. این فرایند لیپولیز نامیده می‌شود و در نقطه آغازین کمی متفاوت است، اما به طور کلی، این دو، فرآیندی یکسان دارند.

۱. گلیکولیز
گلیکولیز که در سیتوپلاسم سلول اتفاق میفتد، مولکول‌های گلوکز ۶ کربنی را به مولکول های ۳ کربنی به نام پیروات تقسیم می‌کند. با انجام این کار، مستقیماً مقدار کمی ATP تولید می‌کند، اما تولید انرژی هدف واقعی این مرحله نیست. در عوض، تولید پیرووات کلیدی است و این مولکول برای مرحله بعدی فرآیند وارد میتوکندری می‌شود.

۲. چرخه اسید سیتریک
در میتوکندری، پیروات اکسید می‌شود و چرخه اسید سیتریک را آغاز می‌کند که به آن چرخه TCA یا چرخه کربس نیز گفته می‌شود. این فرآیند پیچیده و مستمر شامل ۸ مرحله اصلی است. مقدار زیادی CO2 به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند که به خون منتقل شده و بازدم می‌شود.

مانند گلیکولیز، چرخه اسید سیتریک به خودی خود انرژی زیادی تولید نمی‌کند. مهم‌ترین خروجی آن به شکل مولکول های NADH و FADH2 است. این ترکیبات بخش بعدی و نهایی فرآیند را تامین می‌کنند، جایی که بیشتر ATP بدن ساخته می‌شود.

۳. فسفوریلاسیون اکسیداتیو
این فرایند همان‌طور که از نامش پیداست، بخش نهایی سیستم هوازی حاوی اکسیژن است و دلیل اصلی نیاز بدن شما به اکسیژن برای زنده ماندن است. در این مرحله، مولکول‌های NADH و FADH2 الکترون‌ها را به مجموعه‌ای از پروتئین‌ها و ترکیبات آلی در غشای میتوکندری به نام زنجیره انتقال الکترون منتقل می‌کنند. در نهایت، الکترون‌ها در واکنشی به اکسیژن منتقل می‌شوند که یک گرادیان پروتون ایجاد و سنتز ATP را هدایت می‌کند. این اتفاق، کیمیوسموز نامیده می‌شود و می‌تواند ۳۰-۳۲ مولکول ATP را از یک مولکول اولیه گلوکز تولید کند.

سیستم انرژی بی‌هوازی
از طرفی ورزش بی هوازی به هر فعالیتی گفته می‌شود که بدون استفاده از اکسیژن، گلوکز را برای انرژی تجزیه می‌کند. عموماً این فعالیت‌ها کوتاه مدت و با شدت بالا هستند. در این صورت، انرژی زیادی در مدت زمان کوتاهی آزاد می‌شود و میزان نیاز به اکسیژن از عرضه آن پیشی می‌گیرد.

تمرینات و حرکاتی که نیاز به انفجارهای کوتاه انرژی شدید دارند، نمونه‌هایی از تمرینات بی‌هوازی هستند؛ مثل تمرین با وزنه یا دوی سرعت.

سیستم انرژی بی هوازی (که سیستم اسید لاکتیک نیز نامیده می‌شود) روش بدن برای ایجاد سریع انرژی به شکل ATP است. این سیستم انرژی که در درجه اول از گلوکز به عنوان سوخت استفاده می‌کند، نیروی موردنیاز عضلات را از ده تا ۳۰ ثانیه برای تلاش‌های شدید تامین می‌کند. سیستم بی هوازی استفاده از اکسیژن را برای ایجاد سریع ATP از طریق گلیکولیز رقم می‌زند. اگرچه این سیستم انرژی به سرعت انرژی تولید می‌کند، اما به دلیل محصول جانبی که دارد (اسید لاکتیک) یک سیستم محدود است.

اسید لاکتیک
یکی از تولیدات جانبی سیستم بی هوازی، اسید لاکتیک است که اگر به مقدار بالا در بافت عضلانی یا خون انباشته شود، باعث خستگی یا نوعی درد عضلانی می‌شود. از این رو سیستم انرژی بی هوازی یک سیستم محدود به حساب می‌آید، چراکه نمی‌تواند از حدی بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.

سیستم انرژی فسفاژن
فسفاژن‌ها ترکیبات ذخیره کننده انرژی هستند که عمدتاً در بافت ماهیچه‌ای و عصبی حیوانات یافت می‌شوند. آن‌ها به عنوان یک منبع ذخیره قابل دسترسی فوری از فسفات‌های پر انرژی عمل می‌کنند که می‌تواند برای ساخت ATP استفاده شود.
فسفاژن‌ها در بافت‌هایی یافت می‌شوند که نیازهای انرژی به سرعت در حال تغییر هستند (عضلات و اعصاب). یک فسفاژن رایج که توسط حیوانات (از جمله انسان) استفاده می‌شود، فسفوکراتین یا کراتین فسفات است.

در حالت استراحت، ATP به ADP هیدرولیز می‌شود و فسفات برای ساخت فسفوکراتین به کراتین منتقل می‌شود. در حالت استراحت این فرآیند در میتوکندری رخ می‌دهد، جایی که سطح ATP بالا است (در نتیجه باعث ایجاد واکنش می‌شود).

در طول ورزش، فسفوکراتین هیدرولیز می‌شود و فسفات آزاد می‌شود تا ATP از ADP ساخته شود. در حالت ورزش و تمرین، این فرآیند در ماهیچه‌ها رخ می‌دهد، جایی که سطح ADP بالا خواهد بود (در نتیجه باعث ایجاد واکنش می‌شود).

یک مرور کوتاه و ساده به سیستم‌های انرژی
سیستم انرژی یعنی روش و فرآیندی که بدن شما برای تامین انرژی استفاده می‌کند. با توجه به نوع ورزش، شدت و مدت آن، بدن شما از یکی از این روش‌ها انرژی خود را تامین می‌کند.

سیستم فسفاژن: از سیستم فسفاژن برای ۱۰ تا ۱۲ ثانیه اول ورزش شدید (مثلاً یک دونده سرعت) استفاده خواهد شد؛ اما در این روش ذخایر به سرعت تخلیه می‌شود.
سیستم بی هوازی: تنفس بی‌هوازی یک مجموعه پایدارتر از ATP را فراهم می‌کند؛ اما اسید لاکتیک را به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌کند. تنفس بی هوازی (به عنوان مثال گلیکولیز) برای ۱ تا ۲ دقیقه اول تمرین (به عنوان مثال شناگر ۴۰۰ متر) استفاده می‌شود.
سیستم هوازی: تنفس هوازی به یک منبع ثابت اکسیژن نیاز دارد، اما می‌تواند مقدار زیادی ATP تولید کند. سیستم هوازی برای فعالیت‌های ورزشی طولانی مدت و با شدت کمتر (مانند ماراتن) کارکرد دارد.

چه چیزی عضلات را می سازد ؟

یقینا تمرینات قدرتی موجب ساخت عضله می شوند اما برای اینکه این ساخت و ساز صورت پذیرد باید مصالح ساختمانی آن را فراهم کنید پروتیئین , کربوهیدرات و چربی

در طول فرایندی بنام متابولیسم بدن تمام مواد غذایی را تجزیه نموده و از محصولات این فرایند برای تولید انرژی مورد نیاز برای رشد و زندگی استفاده می کند .

طی فرایند متابولیسم پروتیئن ها تجزیه و به اسید های امینه تبدیل می شوند سلولها از اسیدهای امینه برای ساختن پروتیئن ها ی جدیدی استفاده میکنند که بر اساس اطلاعات DNA  که در سیستم مدیریت ژنیتیک ما می باشد از انها خواسته می شود .DNA  اطلاعات خاصی از چگونگی ترتیب اسیدهای امینه در زنجیره های پروتیئنی دارد به محض اینکه سفارش ساخت پروتیئنی توسط DNA  داده شود سلول پروتئین جدید را خواهد ساخت .

بر اساس انچه از این فرایند بر می اید منطق چنین حکم می کند که هر چه بیشتر پروتیئن بخورید بدن  شما  می تواند عضله بیشتری بسازد اما در واقعیت چنین اتفاقی نمی افتد پروتیئن مازاد در بدن به کربوهیدرات تبدیل شده و به مصرف تامین انرژی می رسد و یا به چربی تبدیل شده  و در بدن ذخیره می شود.

برای رسیدن به رشد عضلانی افراط در خوردن پروتیئن ها کار ساز نمی باشد بلکه با افزایش تقاضای بدن برای دریافت پروتیئن می توان به آن رسید و برای این کار باید بدن را به فعالیت و کار سخت وادار نمائید.

واکنش عضلات نسبت به این فعالیت دریافت مواد غذایی مورد نیاز می باشد که برای رشد عضلات اسیدهای امینه حاصل از تجزیه پروتیئن ها نیز جزو انها می باشد اگر شما عضلاتتان را به سختی به کار بکشید سلولهای عضله پروتیئن مورد نیاز عضلات را خواهند ساخت .

گلیکوژن چیست؟
اگر به زبان ساده شیمی بخواهیم گلیکوژن را تعریف کنیم می گوییم که این ماده، گلوکز و کربوهیدرات های ذخیره شده در ماهیچه ها، کبد و مغز شما است. زمانی که به انرژی کربوهیدرات نیاز دارید، گلیکوژن برای استفاده سریع توسط سلول های عضلانی به گلوکز تبدیل می شود.

چه زمانی به گلیکوژن نیاز دارید؟
شما همیشه به این منبع حیاتی نیاز دارید، حتی زمانی که می خوابید. ( وقتی از خواب بیدار می شوید، گلیکوژن کبد شما حدود ۵۰ درصد کاهش می یابد ) بدن ما برای عملکرد صحیح به منبع انرژی دائمی نیاز دارد و کمبود کربوهیدرات در رژیم غذایی می تواند باعث خستگی، عملکرد ذهنی ضعیف و عدم استقامت شود. با این حال، در طول فعالیت هایی با شدت پایین، شما بیشتر چربی و مقدار کمی گلیکوژن (کربوهیدرات) می سوزانید. در مقابل، زمانی که شدت فعالیت افزایش می یابد، بدن شما به سوزاندن گلیکوژن بیشتر و چربی کمتری روی می آورد.

بدن شما چقدر گلیکوژن ذخیره می کند؟
بین ۳۵۰ تا ۵۰۰ گرم یا حدود ۲۰۰۰ کالری در صورتی که ذخائر شما کامل باشد. حدود ۸۰ درصد از گلیکوژن در عضلات و بقیه آن در کبد شما ذخیره می شود.

ماندگاری ذخائر گلیکوژن چقدر است؟
برای فعالیت های معمولی٬ شما در حدود یک گرم از گلیکوژن را در یک دقیقه می سوزانید. حدود دو گرم در دقیقه برای فعالیت های استقامتی و سه گرم در دقیقه نیز در سطح مسابقات سوزانده می شود. بنابراین اکثر افراد پس از ۹۰ تا ۱۲۰ دقیقه فعالیت شروع به مصرف گلیکوژن خود می کنند. تلاش های مکرر با شدت بالا می تواند ذخائر این ماده را با سرعت بیشتری تخلیه کند.

زمانی که گلیکوژن به اتمام می رسد چه اتفاقی می افتد؟
با اتمام گلیکوژن سرعت فعالیت شما نیز کاهش می یابد. ممکن است احساس ضعف کنید یا پاهای شما سنگین به نظر برسند. گاهی اوقات مغز شما نیز به خوبی عمل نمی کند. در حقیقت، بدن شما وارد فاز کاتابولیک می شود زیرا بافت عضلانی شما پروتئین و اسید های آمینه را تجزیه می کند تا به گلوکز تبدیل کند و اساساً “خود را برای سوخت رسانی می خورد”. این فرآیند می تواند منجر به آسیب دیدگی عضلانی شود و شما را از ادامه تمرین باز دارد، زیرا بافت عضلانی آسیب دیده گلیکوژن را به خوبی ذخیره نمی کند. بنابراین تا زمانی که ریکاوری کامل را به دست نیاورید نمی توانید به پیروزی فکر کنید.

چگونه ذخایر گلیکوژن خود را حفظ کرده و به حداکثر برسانید؟
شما باید از یک رژیم غذایی که دارای کربوهیدرات کافی است، پیروری کنید. البته این مقدار بر اساس ترکیب بدنی و میزان فعالیت شما متغیر است. از مقادیر زیر می توانید در سطح ورزش و مصرف کربوهیدرات روزانه و به عنوان راهنمای خود استفاده کنید. ( هر گرم از کربوهیدرات چهار کالری انرژی می دهد )

فعالیت کم ( کمتر از ۱ ساعت در روز ) = ۱/۵ تا ۲/۵ گرم به ازای هر پوند وزن بدن ( گرم در پوند )
فعالیت متوسط ( حدود ۱ ساعت در روز ) = ۲/۳ تا ۳/۲ ( گرم در پوند )
فعالیت بالا ( ۱ تا ۳ ساعت در روز ) = ۲/۵ تا ۴/۵ ( گرم در پوند )
فعالیت بسیار شدید ( بیش از 4 تا 5 ساعت در روز ) = ۳/۵ تا ۵/۵ ( گرم در پوند )

پس در نظر داشته باشید که در فعالیت های عادی، بدن به کربوهیدرات زیادی نیاز ندارد. در فعالیت های طولانی شما باید حداقل ۳۰ تا ۶۰ گرم کربوهیدرات در ساعت را هدف قرار دهید. همچنین اگر قرار است بیش از چهار ساعت تمرین کنید، یعنی فعالیت های سرعتی و شدید، حدود ۸۰ گرم کربوهیدرات در ساعت نیاز دارید. ظرف ۳۰ دقیقه پس از پایان مسابقه، یک شیک یا میان وعده غنی از کربوهیدرات بخورید تا ریکاوری لازم را به دست آورید. در حقیقت، در این زمان بدن شما آماده است تا ذخایر گلیکوژن خود را دوباره ذخیره کند. همچنین مصرف مقداری پروتئین را در نظر داشته باشید تا به سرعت ذخیره گلیکوژن و ترمیم فیبر عضلانی کمک کند.

در انتها به یاد داشته باشید که برخورداری از تمرینات استقامتی قوی، به شما کمک می کند تا در شدت های بالاتر چربی سوزی بهتری باشید. از آنجایی که حتی لاغرترین ورزشکاران نیز دارای ذخایر چربی فراوانی هستند، پس شما نیز می‌توانید قبل از مصرف محدود گلیکوژن خود، با تلاش زیادی به رقابت های خود ادامه دهید.

برخی از دوچرخه سواران هستند که دستکاری کربوهیدرات را آزمایش می کنند. البته، همه رژیم ‌ها یک انتخاب شخصی هستند، اما مشخص شده است که بهترین رژیم‌ ها، آنهایی هستند که می ‌توانید در مدت زمان طولانی به آن‌ها پایبند باشید. پایبندی به یک رژیم غذایی متعادل که به تمرینات شما سوخت می رساند، خلق و خوی شما را تنظیم کرده و به شما کمک می کند به جای وسواس در مورد شمارش میزان کربوهیدرات خوب بخوابید، مسئله ای که برای تفریح، رقابت، و شاید حتی اکثر ورزشکاران حرفه ای (طبق تحقیقات) بسیار بهتر است. به این ترتیب، شما می‌توانید با مصرف انرژی ناشی از یک رژیم غذایی متعادل، عملکرد موفقی در فعالیت ها و رقابت های خود داشته باشید.

سخن پایانی

بدن انسان از سه طریق اصلی انرژی خود را برای انجام فعالیت‌هایش تامین می‌کند. هرکدام از این روش‌ها و سیستم‌های انرژی ساز و کار و فرایندی ویژه دارند. در این مطلب به انواع سیستم های انرژی یعنی سیستم انرژی هوازی، بی هوازی و فسفاژن پرداختیم.

منبع :   POWER EATING DR KLEINER SUSAN