مصرف انرژی در بدن و سیستم های انرژی

مصرف انرژی در بدن

انرژی آزاد شده در اثر شکسته شدن مواد غذایی مستقیماً برای سلول های عضلانی قابل استفاده نمی باشد، بلکه این نوع انرژی دارای ترکیب شیمیایی خاصی به نام  آدنوزین تری فسفات است و مخفف آن ATP می باشد که در عضلات مورد استفاده قرار می گیرند.ATP در تمام سلول های عضلانی و کبد ذخیره می گردد و به هنگام احتیاج سلول عضلانی به انرژی، تجزیه می شود و انرژی ذخیره شده در آن آزاد شده صرف انقباض عضلانی می گردد. به بیان دیگر شکسته شدن ATP در واقع منبع فوری انرژی برای فرآیند انقباض تارهای عضلانی به حساب می آید.( فرآیند انقباض عضلانی عبارت است از در هم لغزیدن رشته های پروتئینی آکتین و میوزین در تارچه های عضلانی)

ATP دارای سه گروه فسفات با انرژی بالا می باشد. در ضمن شکسته شدن ATP، یکی از پیوندهای فسفات از بقیه ملکول جدا می گردد و تقریباً ۸۰۰۰ کالری ( ۸ کیلو کالری ) انرژی آزاد شده و فسفات آزاد و آدنوزین دی فسفات ( ADP ) تشکیل می گردد.

 

تلگرام

کراتین فسفات ( PC )

علاوه بر ATP، کراتین فسفات یا مخفف آن PC ماده شیمیایی مهم دیگری است که بخشی از انرژی ذخیره را تامین می کند. PC بطور مستقیم به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار نمی گیرد و در عوض برای ساخته شدن مجدد ATP از ADP مورد استفاده واقع می شود ( موقعی که PC شکسته می شود مقدار زیادی انرژی آزاد شده و کراتین و فسفات آزاد تشکیل می شود، این انرژی برای تولید مجدد ATP در دسترس قرار خواهد گرفت).

سیستم های انرژی

فعالیت های ورزشی با توجه به شدت فعالیت و مدت آن از طریق سه مسیر سوخت و سازی، نیازهای انرژیکی خود را تامین می کنند. روش تولید و ذخیره سازی ATP در هر سه سیستم یکسان است. این سیستم ها یا دستگاه های انرژی در دو دسته کلی بی هوازی و هوازی قرار می گیرند.

۱- دستگاه های انرژی بی هوازی(سیستم ATP-CP)

بی هوازی به معنی بدون اکسیژن است در حالی که لفظ سوخت و ساز مستلزم حضور اکسیژن می باشد، لذا سوخت و ساز بی هوازی یا منابع بی هوازی ATP به دوباره سازی ATP از طریق واکنش های شیمیایی اطلاق می گردد که مستلزم حضور اکسیژن تنفسی نیست. به عبارت دیگر زمان کافی برای رسیدن اکسیژن تنفسی به سلول های عضلانی در برخی از فعالیت ها وجود ندارد و به همین دلیل سلول ناچار است از موجودی اکسیژن در اختیار استفاده کرده و ATP مورد نیاز انقباض عضلانی را دوباره سازی کند.

 سیستم های انرژی

به زبان ساده تر: در ورزش هایی چون: پرتاب نیزه ، پرتاب دیسک ، دو ۱۰۰ متر و شیرجه یا فعالیت هایی که زمان اجرای آن بسیار کم است (حدود ۱۰ ثانیه) و با حداکثر شدت انجام می شوند انرژی مورد نیاز را از این سیستم تأمین می کنند. ATP و CP موجود در عضله به صورت ذخیره وجود دارند و به هنگام فعالیت انرژی مورد لزوم را تهیه می کنند. در این سیستم برای تأمین انرژی احتیاجی به حضور اکسیژن نیست. سؤال این است که با توجه به محدود بودن ذخیره اکسیژن موجود در عضلات و سلول ها، چه نوع فعالیت هایی می تواند به اتکاء دستگاه بی هوازی انجام شوند ؟ دو مسیر از سه مسیر ذکر شده در تأمین انرژی مورد نیاز فعالیت ها جزو دستگاه بی هوازی می باشند. این دو مسیر متابولیکی انرژی در بدن عبارتند از :

۱-سیستم فسفاژن ( به ATP و کراتین فسفات مجموعاً فسفاژ گفته می شود).

۲-سیستم اسید لاکتیک: این سیستم را گلیکولیز به معنی « تجزیه قند » نیز می گویند و دلیل آن نیز این است که این سیستم منحصراً از گلوکز برای دوباره سازی ATP استفاده می کند.

۱-سیستم فسفاژن

مقدار ATP موجود در عضله حتی در یک ورزشکار تمرین کرده فقط برای حفظ حداکثر قدرت عضله به مدت ۵ تا ۶ ثانیه یعنی مثلاً برای یک دوی سریع ۵۰ تا ۶۰ متر کفایت می کند. به بیان ساده تر انرژی قابل دسترس فوری که از طریق تجزیه ATP در این سیستم بوجود می آید فقط می تواند پاسخگوی نیاز انرژی مورد مصرف تمرین های سریع با حداکثر شدت و زمان بسیار کم باشد. بنابراین تصور کنید در یک فعالیت شدید انرژی ذخیره شده که بصورت ATP در دسترس فوری عضلات می باشد به سرعت تخلیه می شود و ضروری است که ATP بطور مداوم جایگزین ATP مصرفی شود. لذا در این شرایط این کراتین فسفات است که به سرعت و به سهولت به ATP تبدیل می شود.

به این ترتیب می توان گفت که غلظت atp در ازای مصرف کراتین فسفات در یک حد ثابت نگهداری می شود. بطور خلاصه نتیجه می گیریم که atp و Pc روی هم می توانند حداکثر انقباض عضلانی را برای حداکثر ۱۰ ثانیه یعنی فقط برای یک دوی سریع ۸۰ تا ۱۰۰ متری حفظ کنند. از جمله فعالیت هایی که انرژی مورد نیاز عضلانی خود را از این سیستم ( فسفاژن ) کسب می کنند می توان به پرتاب نیزه، پرتاب دیسک پرش طول، پرش ارتفاع، شیرجه، اسپک قدرتمند در والیبال، شیرجه یک دروازه بان و … اشاره نمود.

توجه به چند نکته ضروری است :

۱- ذخیره PC در عضلات بیش از ذخیره ATP است.

۲-  با شکسته شدن ۱ مول ( مقدار معینی از وزن یک ترکیب شیمیایی را مول می گویند) که بستگی به تعداد ملکول ها و نوع اتم های سازنده آن دارد ATP ، بین ۷ تا ۱۲ کیلو کالری انرژی قابل استفاده آزاد خواهد شد.

۳-تنها بین ۵۷۰ تا ۶۹۰ میلی مول فسفاژن در مجموع وزن عضلات بدن ذخیره گردیده است. این مقدار بین ۷/۵ تا ۹/۶ کیلو کالری انرژی ATP است که بسیار ناچیز می باشد. به همین دلیل این سیستم تنها پاسخگوی انرژی مورد نیاز فعالیت های شدید و با زمان بسیار کوتاه می باشد.

۴- بدون این سیستم ( دستگاه انرژی ) حرکات سریع و قدرتی انجام نمی گیرد. زیرا این شکل از فعالیت ها نیاز به ذخیره سریع انرژی ATP دارند.به بیان دیگر دستگاه فسفاژن نماینده سریع ترین و در دسترس ترین منبع ATP عضلانی است.

۲- سیستم اسید لاکتیک ( گلیکولیز بی هوازی)

 گلیکولیز بی هوازی به تجزیه گلیکوژن و یا گلوکز در غیاب اکسیژن اطلاق می شود، دستگاه بی هوازی دیگری که در آن ATP در عضلات دوباره سازی می شود به عنوان  گلیکولیز بی هوازی خوانده می شود. در تأمین انرژی مورد نیاز این سیستم کربوهیدارت ( قند ساده ) بطور ناقص تجزیه شده و تولید انرژی و ترکیب دیگری به نام اسید لاکتیک می شود. به همین دلیل است که این دستگاه به نام اسید لاکتیک نیز معروف می باشد.

به زبان ساده تر:در ورزش هایی که زمان اجرای آن ها بین ۱ تا ۳ دقیقه طول می کشد انرژی مورد نیازشان را از این طریق تأمین می کنند مثل دوهای ۴۰۰ و۸۰۰ متر و کشتی. هنگام اجرای این فعالیت ها اکسیژن به قدر کافی در عضله موجود نیست لذا گلوکز موجود در عضله به اسیدلاکتیک و ATP تبدیل می شود. در حقیقت در این سیستم گلوکز عامل اصلی تأمین کننده انرژی عضله است. لازم به یادآوری است که در بدن همه کربوهیدرات ها به قند ساده یعنی گلوکز که می تواند سریعاً به همین شکل مورد استفاده قرار گیرد تبدیل می گردد و یا در کبد و عضلات به صورت گلیکوژن جهت استفاده بعدی ذخیره می شود.

اسید لاکتیک که یکی از تولیدات جانبی گلیکولیز بی هوازی تجزیه قند در سیستم بی هوازی  می باشد وقتی به مقدار زیادی در عضلات و خون انباشته شود ، سبب خستگی عضلانی می گردد و این موضوع بعنوان یک عامل محدود کننده برای استفاده بیشتر از این سیستم جهت تامین انرژی عمل می کند. در اثنای تجزیه گلیکوژن، انرژی آزاد می شود و این انرژی جهت دوباره سازی ATP مورد استفاده قرار می گیرد.

در مقایسه با دستگاه هوازی و در حضور اکسیژن، گلیکولیز بی هوازی تنها قادر به تولید چند مول ATP است. برای مثال هنگام گلیکولیز بی هوازی فقط ۳ مول ATP می تواند از تجزیه ۱ مول گلیکوژن بازسازی شود و دلیل آن هم همانگونه که ذکر شد این است که هنگام تمرینات ورزشی خسته کننده، عضلات و خون تحمل تجمع مقدار معینی اسید لاکتیک را تا قبل از آغاز خستگی دارند و بروز خستگی از بازسازی انرژی مصرف شده به سرعت جلوگیری می کند. با این شکل گلیکولیز بی هوازی، مانند دستگاه فسفاژن، هنگام تمرینات ورزشی برای ما کمال اهمیت را دارد. زیرا آن نیز مقدمتاً تولید و ذخیره ATP نسبتاً سریعی را تهیه می بیند. به عنوان مثال، تمرینات ورزشی که با حداکثر سرعت بین ۱ تا ۲ دقیقه ( حداکثر ) به طول می انجامد جهت تامین ATP بستگی شدید به دستگاه فسفاژن و گلیکولیز بی هوازی دارد.

به طور خلاصه گلیکولیز بی هوازی :

۱-سبب تولید اسید لاکتیک شده که خستگی عضلانی را به همراه دارد.

۲-حضور اکسیژن را لازم ندارد.

۳-تنها کربوهیدارت ( قندها : شامل گلیکوژن و گلوکز ) را به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می دهد.

۴-مقدار انرژی جهت بازسازی فقط چند مول ATP آزاد می کند.

۵-فعل و انفعالات این سیستم در سارکوپلاسم ( سیتوپلاسم سلول عضلانی ) سلول صورت می گیرد.

۳- دستگاه انرژی هوازی(  سیستم هوازی )

هنگامی که اکسیژن به مقدار کافی در دسترس باشد متابولیسم هوازی انرژی مورد لزوم سلول های بدن را تامین می کند. در این سیستم در نتیجه تجزیه گلوکز و گلیکوژن، اسید لاکتیک تولید نمی شود بلکه این مولکول ها به درون قسمت دیگری از سلول به نام میتوکندری رفته و در آنجا فعل و انفعالات کامل شیمیایی صورت می گیرد. در نتیجه آن دی اکسید کربن، آب و ATP به مقدار زیاد تولید می شود. به بیان دیگر هنگامی که اکسیژن به میزان کافی در دسترس است و عضلات تحت فشار شدید نیستند هر مولکول گلوکز بطور کامل شکسته شده و دی اکسید کربن، آب و ۳۸ مولکول ATP تولید می شود.

چنانچه متوجه شدیم عامل اصلی در این سیستم، اکسیژن است که مقاومت در مقابل تمرینات را امکانپذیر می سازد. یک مولکول گلوکز در این سیستم چندین برابر سیستم اسید لاکتیک ATP تولید می کند. درک این مطلب ما را کمک می کند تا بدانیم چرا یک دونده ماراتن یا یک کارگر می توانند در یک زمان طولانی و با سرعتی پایین تر از حداکثر و با حالت ثابت و یکنواخت به کار ادامه بدهند.

خصوصیات سیستم های انرژی در بدن به طور خلاصه در جدول زیر نشان داده شده است.

به اشتراک بگذارید :
اینستاگرام

مطالب مشابه

۱۹ نظر

  1. رضاجعفری گفت:

    خیلی ممنون عالی بود .

  2. اطلاعات ارایه شده مناسب ومرتبط بود ولی در جدول قسمت هوازی احتیاج به اکسیزن دارد

  3. فضلی گفت:

    با سلام.
    مطالب خوبی بودند.ولی یکی دو جا اشکال تایپی وجود دا د که انشالله برطرف می شود.

  4. محسن جعفری گفت:

    در سیستم گلیکولیز چه زمانی atp و چه زمانی ADP تولید میشود ؟؟ لطفا جواب بدین ..

  5. صدری گفت:

    با سلام
    راهنمایی بفرمایید برای انجام ورزش تنیس چه مکمل هایی مفید برای تامین انرژی مورد نیاز هستند.

    • رامیار نجفی گفت:

      سلام

      دوست عزیز برای انجام ورزش نیازی به مصرف مکمل نیست. شما با مصرف درست مواد غذایی سالم و رعایت برنامه تغذیه ایی پر انرژی و کم چربی به هدف تون می تونید برسید. مصرف مکمل زمانی توصیه میشه که ورزشکار دو جلسه در روز با شدت بالا برای مسابقات سطح جهانی یا آسیایی تمرین میکنه.

  6. حمید منظری گفت:

    با سلام در رابطه با تمرینات مقاومتی دایره ای توضیح می خواستم لطفا اگه مطلب مفیدی دارین به همین ایمیل میل بزنید ممنون از زحماتتون

  7. پژمان عزیزی گفت:

    سلام خسته نباشید کارشناسان محترم
    سوالی داشتم. در حین تمرینات قدرتی بدنسازی که که سیستم بی هوازی انرژی تامین می کند، اگه تنفس درست باشه و اکسیژن به بافت ها برسه، سیستم هوازی هم به هم راه بی هوازی فعال خواهد شد؟ یا تا زمانی که گلیکوژن تمام نشود سیستم هوازی شروع به کار نخواهد کرد؟ منظورم این است که آیا می شود چربی و گلیکوژن با هم بسوزند؟ یا تا گلیکوژن ها تمام نشود چربی ها شروع به سوختن نمی کنند؟

    • کیوان فیروزه ئی گفت:

      سلام، بستگی به نوع تغذیه داره بیشتر، بدنسازی بیشترین سوخت رو از گیلکوژن می گیره، زمانی از این سوخت استفاده نمیشه که در دسترس بدن نباشه، یعنی فرض کنید شما یک رژیم کم کربو یا بدون کربو دارید طبیعتاً سوخت از چربی و پروتئین تأمین میشه

  8. مهران گفت:

    سلام وخسته نباشید
    میخواستم بدونم که ورزشی مثل تکواندو که یک ورزش غیر هوازیه دیگه برای چی باید تمرینات هوازی و استقامت رو انجام بده
    ممنون میشم جواب بدین

    • رامیار نجفی گفت:

          سلام. بستگی به هدف داره. شما با تمرینات اینتروال نه استقامتی به راحتی می تونید توانایی قلبی عروقی، قدرت و توان انفجاری عضلانی، چابکی و سرعت خودتون رو افزایش بدید. هدف از تمرینات استقامتی یا هوازی صرفاً چربی سوزی نیست. 
       

  9. امیر گفت:

    سلام
    سپاس از زحماتی که میکشین
    ۱.آیا تمرینات اسیدلاکتیک و فسفاژن قابل ترکیب هستن؟برای مثال اول تمرینات اسید لاکتیک و انجام داد و بعد فسفاژن
    ۲.زمان استراحت برای هر کدام از تمرینات فسفاژن و اسید لاکتیک چقدر هست؟
    مثلا بعد از تمرین فسفاژن چقد استراحت
    و لاکتیک چقدر استراحت کنیم

    • رامیار نجفی گفت:

      سلام. هر تمرینی که شما انجام بدید به طور خالص در یک سیستم انرژی نیست. یعنی به صورت ترکیبی از دو یا سه سیستم انرژی بهره میبره. شما تمرینات اینتروال با شدت بالا یا تمرینات کراس فیت رو انجام بدید هر دو سیستم درگیر میشن.

  10. مريم زندي گفت:

    با سلام و تشکر از شما کارشناسان محترم
    برای بدنسازی فیتنس چطور میتونیم همزمان هم بدنمون سفت بشه و هم سایز کم کنیم ؟ برای این منظور حرکات ورزشی سریع باید انجام بشه یا اروم ؟

شما چه نظری دارید؟ برای ما بنویسید.

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *