Форми зберігання енергії в організмі людини
Про те, як наш організм зберігає енергію і як витрачати її найефективніше.
Аденозинтрифосфат (АТФ) відомий як універсальне джерело енергії для всіх біохімічних процесів, що відбуваються в живих системах — це основний переносник енергії в клітині, який відіграє винятково важливу роль в обміні енергії в організмі.
Але при цьому, загальна кількість АТФ в організмі, в кожен окремий момент, становить не більше 250 грамів. Цієї кількості вистачить лише на кілька секунд роботи м’язів при максимальному навантаженні.
Виникає питання: якщо АТФ це універсальне джерело енергії, то чому б не зробити в організмі його більші запаси?
Річ у тому, що молекула АТФ дуже важка — 1 моль АТФ важить 507,19 г. При цьому 1 моль АТФ дає від 40 до 60 кДж енергії (1 Джоуль = 0,238846 калорій), відповідно 40-60 кДж = 9,5 до 14,3 Ккал. Таким чином, 1 моль АТФ вагою 507,19 г = 9,5-14,3 Ккал енергії.
При бігу середнє споживання калорій становить 1 Ккал/кг/км (у тренованої людини трохи менше). Відповідно, людина масою 70 кг на подолання дистанції в 10 км витрачає в середньому 700 Ккал.
700 Ккал в АТФ важитиме майже 30 кг! Організму просто невигідно запасати великі обсяги енергії у формі АТФ, тому він практично не створює запасу і для нормальної життєдіяльності йому необхідно постійно синтезувати нові молекули АТФ.
Організм мало створює запасу АТФ і для нормальної життєдіяльності необхідно постійно синтезувати нові молекули АТФ.
У зв’язку з цим, АТФ в організмі є однією з найчастіше оновлюваних речовин; Так, у людини тривалість життя однієї молекули АТФ менше 1 хвилини. Упродовж доби одна молекула АТФ проходить у середньому 2000-3000 циклів ресинтезу, а всього людський організм у середньому синтезує на добу близько 40 кілограм АТФ.
Для синтезу АТФ організм використовує глюкозу, яку зберігає у формі глікогену. Глікоген, як засіб зберігання енергії організмом, ефективніший, оскільки 1 моль глюкози утворює при аеробному гліколізі 38 моль АТФ, а важить глюкоза — 174 г/моль, але при цьому в процесі синтезу енергії дає 38 моль АТФ загальною вагою 19,3 кг.
Енергетичний обмін глюкози здійснюється одночасно у трьох напрямках: аеробний та два анаеробних, які не вимагають присутності кисню при синтезі АТФ.
Анаеробний гліколіз 1 молекули глюкози супроводжується синтезом 2 моль АТФ та 2 моль лактату. При цьому аеробний гліколіз 1 моль глюкози супроводжується продукуванням 38 моль АТФ. Ось чому нам такий важливий під час тривалого бігу саме аеробний гліколіз, тобто синтез енергії з глюкози з наявністю кисню. Він набагато ефективніший!
Запаси глікогену в організмі оцінюються в 300-400 г, що забезпечує нас запасом енергії приблизно в 1900-2200 Ккал. Але цього запасу однаково мало навіть для того, щоб пробігти марафон.
Запаси глікогену повністю вичерпуються протягом 90 хвилин за навантаження понад 75% від МСК (VO2max).
Виявляється, основний запас енергії організм людини зберігає в жирах.
Деградація однієї молекули тригліцериду (жир, що міститься в крові) звільняє у 13 разів більше енергії, ніж молекула глюкози. Один грам субстрату жирів (ліпідів) дає вдвічі більше енергії, ніж грам вуглеводів.
У середньому частка жиру в організмі людини близька до 10-15% у чоловіків і 20% у жінок, що дає нам запас енергії рівний майже 90 000 Ккал!
Але є одне “але”: синтез енергії з жирів може відбуватись тільки в присутності кисню і при цьому цей процес вимагає витрат енергії. Для отримання енергії з жирів нам необхідний кисень та вуглеводи як джерело енергії. Жири горять у полум’ї глюкози! Аеробний режим синтезу енергії відповідає максимальному навантаженню — 60-65% МСК (VO2max). Відповідно, економічність бігу (ефективність споживання кисню та спалювання калорій) знижуватиметься при перевищенні максимального навантаження в 60-65% МСК, а при збільшенні понад 75% МСК різко впаде. Регулярні тренування здатні підвищити можливість організму до повного розщеплення ліпідів на 20-30%. Зі збільшенням тренованості середній відсоток жиру в організмі зменшується і може досягти 5% у чоловіків та 10% у жінок.
