atp چیست ؟

atp چیست ؟

یکی از مسائل مهم که دانستن آن برای هر بدنسازی ضروری می باشد اصل تأمین انرژی است انرژی که در طول تمرین هزینه میشود از کجا و چگونه تأمین میشود هنگامی که این انرژی رو به اتمام است بدن انرژی لازم را از چه منبعی تأمین خواهد کرد؟

atp منبع انرژی عضلات و کلیه سلولهای بدن میباشد atp یا آدنوزین تری فسفات یک ترکیب بیوشیمیایی در بدن است که وظیفه ذخیره انرژی در بدن را برعهده دارد .

بیان واکنشهای دقیق و مرحله به مرحله تبدیل مواد غذایی به atp و تبدیل atp به انرژی رایج بدن و عضلات اندکی مشکل است و نیاز به داشتن پیش زمینه*ای در ارتباط با بیوشیمی دارد اما به هر حال می*توان این تبدیل را به صورت زیر خلاصه نمود:

به صورت شیمیایی atp یک مولکول آدنین می باشد که سه پیوند فسفات دارد.

روی هر کدام از این پیوندها فسفاتی انرژی زیادی ذخیره شده است .

هنگامی که یک سلول نیاز به انرژی دارد انرژی ذخیره در atp با آزاد کردن یک پیوند انرژی سلول را تأمین می کند و خود به صورت adp یعنی مولکول با دو پیوند فسفر در می آید.

atp برای همه واکنش های بیوشیمیایی عضلات ضروری و واجب است ( از جمله این واکنش ها می توان به انقباض عضلات اشاره نمود.) هنگامی که کار عضلات زیاد می شود و به عبارت دیگر ما از عضلاتمان انرژی بیشتری را طلب می کنیم بدن مابرای تأمین انرژی خود به سراغ سیستم های انرژی دیگر می رود و جالب است بدانید بر اساس نوع تمریناتی که ما انجام می دهیم و مدت زمانی که این تمرینات دارد سیستم های انرژی ما نیز تغییر می کند.

atp چیست ؟

atp از سه نوع سیستم بیوشیمیایی مختلف در بدن ما تأمین می شو.د که این سیستم ها عبارتند از :

۱-سیستم فسفاژن

۲-سیستم گلیکوژن – اسید لاکتیک

۳-سیستم هوازی

شرح حال هر کدام از سیستم های فوق به قرار زیر می باشد .

۱-سیستم فسفاژن :

یک سلول در اطراف خود مقداری atp راذخیره می کند که می تواند در موقع لزوم این atp ذخیره شده را به سرعت مصرف کند میزان atp ذخیره شده زیاد نمی باشد و تنها برای حدوداً ۳ ثانیه است و برای پر کردن مجدد این atpسلول های عضلانی از یک ترکیب متفاوت پر انرژی به نام کراتین فسفات استفاده می کنند . فسفات موجود در ترکیب کراتین فسفات توسط آنزیمی به اسم کراتین کیناس جدا شده و به مولکول adp می چسبد ( adp یک مولکول آدنوزین با دو فسفات است ) در نتیجه مجدداً adp به atp ( آدنوزین تری فسفات ) یا همان انرژی رایج عضلات ما تبدیل می شود.

اما دامه روند تبدیل و مصرف کراتین فسفات ذخیره شده باعث می شود تا این ذخایر نیز کاهش یابند . این روش تأمین انرژی atp و کراتین فسفات را سیستم فسفاژن می نامند و سیستم فسفاژن می تواند انرژی رایج عضلات را تا حداکثر ۱۰ ثانیه تأمین کند مثلاً دونده های دو سرعت ( ۱۰۰ متر ) از این سیستم استفاده می کنند اما یک دونده دو ماراتن هرگز نمی تواند به این سیستم تکیه کند.

۲-سیستم گلیکوژن – اسیدلاکتیک:

از طرف دیگر عضلات یک منبع دیگر به نام گلیکوژن نیز دارند که از کربوهیدرات ها تأمین می شود. در حقیقت گلیکوژن شاخه ای از مولکول های گلوکز میباشد . یک سلول در تمرینات بی هوازی از این منبع انرژی استفاده کرده و برای ساختن atp و یک محصول جدیدی به نام اسید لاکتیک از گلوکز وارد عمل می شود . در حدود ۱۲ فعالیت و واکنش شیمیایی انجام می شود تا از این روش atp تولید شود .

بنابراین تأمین انرژی در این سیستم کندتر از سیستم فسفاژن می باشد و این سیستم می تواند انرژی و atp مورد نیازعضلات را تا یک و نیم دقیقه تأمین نماید . از آنجا که این روش برای تأمین انرژی بدن نیازی به وجود اکسیژن ندارد آن را سیستم تأمین انرژی بی هوازی نیز می نامنداما تولید بیش از حد اسید لاکتیک در بدن باعث کم کردن تنفس عضلات ، صدمه زدن به آن ها و احساس خستگی و دردناکی در عضله میگردد ( یک دونده دو ۴۰۰ متر از این روش تذمین انرژی استفاده می کند .)

 

۳-سیستم هوازی :

سیستم هوازی یا سیستم تنفس هوازی برای تمرینات بیش از دو دقیقه میباشد و انرژی خود را به کمک اکسیژن تأمین می کند هنگامی که اکسیژن وجود دارد گلوکز می تواند به طور کامل شکسته شده و به دی اکسید کربن و آب تبدیل گردد و در حین این تبدیل انرژی مناسبی را نیز آزاد کند.

گلوکزی که برای تأمین انرژی عضلات مصرف میگردد از سه جای مختلف و به سه روش مختلف تأمین میشود :

۱- از گلیکوژن ذخیره شده در عضلات که هنوز باقی ماندهاند.

۲- از شکسته شدن گلیکوژن ذخیره شده در کبد و تبدیل آن به گلوکز که این گلوکز در خون آزاد شده و در اختیار عضلات ما قرار میگیرند.

۳-از طریق جذب گلوکز از غذاها که کمک می کند این گلوکز از طریق جذب روده ای وارد سیستم جریان خون ما شده و در اختیار عضلات قرار میگیرد .

این سیستم انرژی میتواند به جای گلوکز اسیدهای چربی که از منابع چربی بدست می آیند را نیز به عنوان منبع تأمین انرژی استفاده نماید . همچنین پروتئین و منابع آن می توانند به اسیدهای آمینه تبدیل شده و در تولید atp شرکت کنند ( ما به طور کلی سیستم تأمین انرژی هوازی ابتدا از منابع کربوهیدراتی ، سپس از متابع چربی و درآخر از منابع پروتئینی جهت تأمین انرژی همچون دوهای ۲۵ دقیقه ای استفاده می کنیم .

از این روش ابتدا تا ۱۳ یا ۱۴ دقیقه اول کربوهیدرات ذخیره شده در بدن ( گلیکوژن ) استفاده شده و پس از آن از ۱۵ تا ۲۵ دقیقه چربی  ها به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گرفته و می سوزند.

پیامدهای کمبود ATP در بدن

کمبود ATP در بدن می‌تواند اثرات جدی و ویرانگر بر عملکرد سلول‌ها و اندام‌ها داشته باشد. از آنجا که ATP منبع اصلی انرژی برای فرآیندهای زیستی است، کمبود آن می‌تواند به اختلالات متابولیکی، کاهش کارایی عضلات، اختلال در انتقال عصبی و کاهش عملکرد کلی بدن منجر شود. برخی از پیامدهای رایج کمبود ATP عبارتند از:

خستگی مزمن: وقتی ATP کافی در دسترس نباشد، سلول‌ها نمی‌توانند انرژی لازم برای انجام فعالیت‌های روزمره را تأمین کنند، که نتیجه آن خستگی مداوم و کاهش توانایی‌های فیزیکی است.
ضعف عضلانی: سلول‌های عضلانی به ATP برای انقباض و عملکرد صحیح نیاز دارند. کمبود ATP می‌تواند باعث ضعف عضلات، گرفتگی‌ها و کاهش قدرت فیزیکی شود.
اختلالات عصبی: انتقال پیام‌های عصبی نیازمند ATP است. کمبود ATP می‌تواند باعث اختلال در عملکرد سیستم عصبی، مانند کاهش سرعت واکنش‌ها، اختلالات حافظه و مشکل در هماهنگی حرکات شود.
مشکلات متابولیک: ATP در فرآیندهای متابولیک کلیدی مانند سنتز پروتئین و ذخیره‌سازی انرژی نقش دارد. کمبود ATP می‌تواند به اختلالات متابولیک مانند کاهش سنتز پروتئین و عدم توانایی در ذخیره انرژی منجر شود.
کاهش عملکرد قلب: قلب برای پمپاژ خون و تأمین اکسیژن و مواد مغذی به اندام‌ها به ATP نیاز دارد. کمبود ATP می‌تواند باعث کاهش قدرت قلب و حتی نارسایی قلبی شود.
در نهایت، کمبود ATP می‌تواند به آسیب سلولی و حتی مرگ سلولی منجر شود، که تأثیرات منفی طولانی‌مدتی بر سلامت بدن خواهد داشت. بنابراین، حفظ سطح مناسب ATP برای عملکرد صحیح بدن و حفظ سلامت بسیار حیاتی است.

چگونه ATP تولید می‌شود؟

تولید ATP از سه مسیر اصلی در سلول‌ها انجام می‌شود: فسفوریلاسیون در سطح سوبسترا، فسفوریلاسیون اکسیداتیو، و فتوسنتز (در گیاهان). در سلول‌های انسانی، گلیکولیز اولین مرحله تولید ATP است که در سیتوپلاسم انجام می‌شود و مقدار محدودی ATP تولید می‌کند. سپس در میتوکندری، از طریق چرخه کربس و زنجیره انتقال الکترون، ATP به مقدار فراوان تولید می‌شود. این فرآیند که به نام فسفوریلاسیون اکسیداتیو شناخته می‌شود، از اکسیژن برای تولید ATP استفاده می‌کند و منبع اصلی انرژی بدن است. در گیاهان، ATP از طریق فتوسنتز و با استفاده از انرژی نور خورشید تولید می‌شود. این فرآیندهای بیوشیمیایی پیچیده نشان‌دهنده اهمیت سیستم‌های متابولیکی در تأمین انرژی برای فعالیت‌های حیاتی سلول هستند.

خوب حالا به هر کدام به طور جداکانه میپردازیم:

1. فسفوریلاسیون در سطح سوبسترا
فسفوریلاسیون در سطح سوبسترا یکی از ساده‌ترین و مستقیم‌ترین روش‌های تولید ATP در سلول‌ها است. در این فرآیند، یک مولکول فسفات از یک سوبسترا پرانرژی به ADP منتقل می‌شود و ATP تولید می‌گردد. این نوع تولید ATP عمدتاً در مراحل اولیه گلیکولیز (در سیتوپلاسم سلول) و چرخه کربس (در ماتریکس میتوکندری) رخ می‌دهد. برخلاف فسفوریلاسیون اکسیداتیو، این روش نیازی به اکسیژن یا زنجیره انتقال الکترون ندارد و می‌تواند در شرایط بی‌هوازی نیز ATP تولید کند. اگرچه مقدار ATP تولیدشده در این مسیر محدود است، اما برای تأمین سریع انرژی در شرایط اضطراری یا زمانی که اکسیژن کافی در دسترس نیست، اهمیت زیادی دارد.

2. فسفوریلاسیون اکسیداتیو
فسفوریلاسیون اکسیداتیو یکی از مهم‌ترین و کارآمدترین روش‌های تولید ATP در سلول‌ها است که در میتوکندری رخ می‌دهد. در این فرآیند، انرژی حاصل از اکسیداسیون مولکول‌های مواد غذایی مانند گلوکز و چربی‌ها از طریق زنجیره انتقال الکترون به ATP تبدیل می‌شود. در این فرایند، الکترون‌ها از مولکول‌های NADH و FADH2 منتقل می‌شوند و در نهایت به اکسیژن می‌رسند، که منجر به تولید آب می‌شود. این انتقال الکترون‌ها انرژی لازم برای پمپاژ یون‌های هیدروژن (پروتون‌ها) به فضای بین غشای میتوکندری را تأمین می‌کند. تجمع پروتون‌ها باعث ایجاد نیرویی به نام «پتانسیل پروتون» می‌شود که در نهایت از طریق ATP سنتاز به تولید ATP می‌انجامد. فسفوریلاسیون اکسیداتیو، برخلاف فسفوریلاسیون در سطح سوبسترا، به مقدار بسیار زیادی ATP تولید می‌کند و به عنوان اصلی‌ترین منبع انرژی سلول‌ها در شرایط هوازی شناخته می‌شود.

3. فتوسنتز (در گیاهان)
در گیاهان، ATP از طریق فرآیند فتوسنتز تولید می‌شود که انرژی نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کند. فتوسنتز در کلروفیل گیاهان رخ می‌دهد و شامل دو مرحله اصلی است: مرحله نور و مرحله تاریک. در مرحله نور، انرژی خورشیدی توسط کلروفیل جذب می‌شود و به انرژی شیمیایی تبدیل می‌شود. این انرژی باعث شکسته شدن مولکول‌های آب و تولید اکسیژن و الکترون‌ها می‌شود. سپس الکترون‌ها وارد زنجیره انتقال الکترون می‌شوند و انرژی حاصل از آن‌ها برای تولید ATP و NADPH (یک مولکول حامل الکترون) استفاده می‌شود. در مرحله تاریک (که به آن چرخه کربس یا چرخه کالوین نیز گفته می‌شود)، ATP و NADPH تولید شده در مرحله نور برای تبدیل دی‌اکسید کربن به گلوکز استفاده می‌شوند. در نتیجه، فتوسنتز منبع اصلی ATP در گیاهان است که برای فرآیندهای مختلف مانند رشد، ترمیم و تولید مواد غذایی به کار می‌رود.

چرا ATP برای بدن حیاتی است؟

به چند دلیل ATP برای بدن حیاتی است یکی از اونها حفظ تعادل انرژی است .دومی پاسخ سریع به نیازهای انرژی هست.سومی پاسخ سریع به نیازهای انرژی است. ودرادامه به طور جداگانه به آن میپردازیم.

1. حفظ تعادل انرژی
ATP نقش حیاتی در حفظ تعادل انرژی بدن ایفا می‌کند. این مولکول انرژی لازم برای تمامی فرآیندهای زیستی را تأمین می‌کند و به سلول‌ها این امکان را می‌دهد که فعالیت‌های خود را با کارایی بالا انجام دهند.

وقتی که ATP در سلول مصرف می‌شود، به ADP و یک گروه فسفات تبدیل می‌شود و انرژی آزاد می‌شود که به فرآیندهای مختلف مانند انقباض عضلات، سنتز پروتئین و انتقال یون‌ها کمک می‌کند. در صورتی که ATP به میزان کافی تولید نشود، سلول‌ها دچار اختلال شده و فرآیندهای متابولیکی مختل می‌شوند. از سوی دیگر، زمانی که انرژی زیادی در بدن تولید شود، ATP اضافی به صورت ذخیره در شکل گلیکوژن یا چربی ذخیره می‌شود تا در مواقع نیاز، به سرعت قابل استفاده باشد. این تعادل دقیق بین تولید و مصرف ATP به بدن کمک می‌کند تا در شرایط مختلف مانند استراحت، ورزش یا استرس، به خوبی عمل کند و به تعادل انرژی در بدن دست یابد.

2. پاسخ سریع به نیازهای انرژی
ATP قادر است به سرعت انرژی مورد نیاز سلول‌ها را تأمین کند و بدین ترتیب پاسخ فوری به تغییرات نیازهای انرژی در بدن ارائه دهد. در مواقعی که بدن به انرژی اضافی نیاز دارد، مانند هنگام فعالیت‌های ورزشی یا استرس، ATP به سرعت از منابع انرژی موجود در سلول‌ها (مانند گلوکز و چربی‌ها) تولید می‌شود. این مولکول انرژی‌زا به محض مصرف شدن، بلافاصله تجدید می‌شود و اجازه می‌دهد تا فرآیندهایی مانند انقباض عضلات، انتقال پیام‌های عصبی و تنظیم متابولیسم به طور پیوسته ادامه یابند.

یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد ATP این است که برخلاف بسیاری از ذخایر انرژی بدن، مانند گلیکوژن و چربی، می‌تواند فوراً و بدون نیاز به فرایندهای پیچیده تبدیل، مصرف شود. این خاصیت، ATP را به مولکول ضروری و مؤثر برای حفظ عملکرد بهینه بدن در زمان‌های فشار و فعالیت‌های شدید تبدیل می‌کند.

3. سازگاری با شرایط مختلف
ATP به بدن این امکان را می‌دهد که با شرایط محیطی و فیزیولوژیکی مختلف به سرعت سازگار شود. در زمان‌هایی که بدن تحت فشار یا استرس قرار می‌گیرد، مانند هنگام ورزش، فعالیت‌های شدید یا در شرایط بی‌هوازی، سلول‌ها به طور مؤثر ATP تولید می‌کنند تا نیازهای انرژی به طور فوری تأمین شود. علاوه بر این، بدن می‌تواند به سرعت میزان تولید ATP را متناسب با میزان فعالیت‌های فیزیکی تنظیم کند.

برای مثال، در هنگام استراحت یا خواب، تولید ATP کاهش می‌یابد، اما در شرایطی مانند دویدن یا بلند کردن وزنه، تولید ATP افزایش پیدا می‌کند تا نیازهای انرژی به طور فوری برآورده شوند. این سازگاری سریع و بهینه با شرایط مختلف، باعث می‌شود که ATP به عنوان منبع انرژی اصلی بدن، در هر شرایطی عملکرد بدن را حفظ کرده و به سلول‌ها کمک کند تا به طور مؤثر عمل کنند.

خلاصه :

۱-سلولهای عضلانی برای ۳ ثانیه اول از سوزاندن مستقیم atp در سیستم فسفاژن تأمین انرژی می نمایند .

۲-هنگامی که سیستم فسفاژن جواب نداد با استفاده از سیستم گلیکوژن – اسید لاکتیک و تا ۱۰ ثانیه انرژی مورد نیاز عضلات بدست می آید کلیه تمرینات بدنسازی در این سیستم تأمین انرژی می شوند بنابراین میتوان گفت که سیستم تأمین انرژی در بدنسازی سیستم گلیکوژن – اسید لاکتیک است .

۳- برای تمریناتی که در مدت طولانی تری انجام می شوند بدن وارد سیستم تنفس هوازی می شود از جمله این تمرینات می توان به دوهای ۸۰۰ متر و بالاتر شنای ۱۰۰ متر و دوچرخه سواری اشاره کرد.

راه‌های افزایش سطح ATP در بدن
تغذیه سالم: مصرف مواد غذایی غنی از کربوهیدرات، چربی و پروتئین‌ها به تولید ATP کمک می‌کند. غذاهایی مانند سبزیجات، میوه‌ها، و پروتئین‌های بدون چربی منابع خوبی هستند.
ورزش منظم :فعالیت بدنی می‌تواند کارایی میتوکندری‌ها را افزایش داده و تولید ATP را بهبود بخشد.
استراحت کافی: خواب کافی و مدیریت استرس نقش مهمی در حفظ تعادل انرژی و تولید ATP دارند.

حال بایستی بدانیم که چگونه می توان بازسازی این ذخایر انرژی را سریع تر کرد ؟

از آنجا که تمرین و به خصوص انجام تمرینات سنگین همچون حرکات بدنسازی در صورت عدم حضور منبع انرژی مناسب بسیار مضر و مخرب است بنابراین حتماً بایستی به فکر تأمین این منابع باشیم . چرا که در صورت کمبود انرژی بدن مجبور است به سراغ بافت های پروتئینی عضلات رفته و با تخریب آن ها عضلات را به عنوان سوخت مصرف نماید . بنابراین از حجم عضلات کاسته می شود . برای تأمین انرژی عضلات سه راه بسیار ساده و راحت وجود دارد که به شرح زیر است :

۱-تأمین کامل منابع انرژی عضلات ( گلیکوژن ) و ریکاوری کامل این منابع در زمان استراحت از طریق استفاده از کربوهیدرات های کمپلکس و نیز استفاده از شربت و یا نوشیدنی  های حاوی قندهای ساده مثل گلوکز در حین تمرین جهت تأمین انرژی عضله

۲-استفاده از ترکیباتی همچون کراتین که روند تأمین انرژی عضله و تبدیل آن ها را سریع تر می کند.

۳-استفاده از قرص های atp به خصوص قبل از تمرین و یا مسابقه به عنوان اصلی ترین منبع تأمین انرژی

لازم به ذکر است که برای اجرای دقیق موارد بالا و بهره وری حساب شده از آن ها نیاز به یک برنامه ریزی دقیق و منسجم دارید تا بتوانید به نیازها و خواسته های تان در بدنسازی و سایر ورزش ها پاسخ مثبت دهید.

نتیجه‌گیری
ATP، به عنوان منبع اصلی انرژی در بدن، نقش بی‌نظیری در حفظ سلامت و عملکرد صحیح سلول‌ها و اندام‌های مختلف ایفا می‌کند. این مولکول حیاتی برای فرآیندهای متابولیک، انقباض عضلات، انتقال پیام‌های عصبی و تولید پروتئین ضروری است. هر گونه اختلال در تولید یا مصرف ATP می‌تواند پیامدهای جدی مانند خستگی مزمن، ضعف عضلانی، اختلالات عصبی و مشکلات متابولیک را به دنبال داشته باشد. بنابراین، حفظ تعادل صحیح ATP در بدن امری حیاتی برای عملکرد بهینه آن است. به همین دلیل، استفاده از مکمل‌ها و استراتژی‌های بهبود تولید ATP، مانندکه می‌تواند به افزایش سطح انرژی و بهبود کارایی بدنی کمک کند، می‌تواند در حفظ سلامتی و مقابله با مشکلات ناشی از کمبود ATP مؤثر باشد. در نهایت، تضمین سطح مناسب ATP برای حفظ سلامتی و توانایی‌های فیزیکی بدن ضروری است و باید به آن توجه ویژه‌ای داشت.