ATP, Kreatinfosfatsystemet och Glykolysen
I samband med den senaste föreläsningen om konditionsträning fick jag en fråga om att förtydliga lite angående kolhydratsförbränning och glykolysen.
För att en muskel ska kunna röra sig krävs det energi i form av ATP-molekyler. Ju högre intensitet (kraft och hastighet) muskeln ska jobba med, ju mer ATP/sekund kommer det krävas.
ATP kan skapas på tre olika sätt, genom kreatinfosfatsystemet, glykolysen och nedbrytning av kolhydrater, fett och proteiner i citronsyracykeln och elektrontransportskedjan. Den sistnämnda kan delas upp i två eller tre olika delar beroende på vilket energisubstrat som används.
Det som styr vilket energisystem som primärt används är hur mycket ATP som krävs per minut, dvs vilken intensitet vi håller.
Kreatinfosfatsystemet
Det snabbaste sättet att framställa ATP är genom det som kallas Kreatinfosfatsystemet. Här återbildar vi ATP med hjälp av kreatinfosfat. Det är ett mycket snabbt system och kräver inte något syre. Nackdelen är att vårt lager av kreatinfosfat i musklerna är mycket begränsat och därför räcker inte förrådet till mer än cirka 10 sekunders högintensivt arbete. Teoretiskt kan vi använda upp till 36 kcal/minut med detta system (vilket är tillräckligt hög energiomsättning för att springa ca 500 meter på en minut om bara vårt lager skulle räcka till och vi bortsåg från andra faktorer som begränsar).
Med tanke på den stora begränsningen i tillgängligt kreatinfosfat i muskeln är kreatinfosfatsystemet inte praktiskt användbart inom konditionsidrott mer än vid t.ex. en hård slutspurt.
Glykolysen
När behovet av ATP är något lägre sparar kroppen på kreatinfosfatet och använder istället glykolysen. Glykolysen arbetar också utan tillgång till syre, varför syretillförseln inte blir en begränsande faktor. Som energisubstrat används kolhydrater (som i kroppen ligger lagrade som glukos) som bryts ner. Den maximala teoretiska energiförbrukningen i glykolysen är cirka 16 kcal/min (dvs ungefär hälften av den vi kan få ut från kreatinfosfatsystemet). Därav att vi måste hålla en avsevärt lägre intensitet vid arbeten som varar längre än 8-12 sekunder.
Nästa nackdel med glykolysen är att vi endast kan få ut 2 ATP per nedbruten glukosmolekyl, vilket vi ska se senare är en dålig utdelning. (Det går att få ut ytterligare 1 ATP samt 2 NADH ur samma process, men i detta sammanhang behöver vi inte gå närmare in på det).
Den sista nackdelen är att vi som slutprodukt i glykolysen får ut en molekyl kallad laktat. Laktatmolekylen kan användas istället för glukos i citronsyracykeln varför den är en tillgång, men när den bildas i så stora mängder att kroppen inte längre hinner hantera den stora ansamlingen som bildas känner vi av mjölksyrans brännande känsla i muskeln och vi tvingas sänka intensiteten på grund av detta.
Aerob nedbrytning av kolhydrater (glukos) och fett (lipider)
Vid ännu lägre intensitet och framförallt längre durationer använder kroppen aerob nedbrytning av kolhydrater eller fett (som när de kommit hit har omvandlats till glukos, glykogen och lipider, men det får ni läsa lite biokemi för att tränga djupare i). Här är begränsningen på hur mycket ATP som kan bildas per sekund avsevärt lägre. Men i gengäld är våra lager avsevärt mycket större.
Genom de aeroba systemen kan vi teoretiskt omsätta runt 10 kcal/minut.
En glukosmolekyl som bryts ner aerobt kan omvandlas till hela 36 ATP genom hela kedjan (jämför med 2 när vi körde samma molekyl genom glykolysen). Men processen kräver som sagt syre och är alltså betydligt långsammare än glykolysen och kreatinfosfatsystemet.
Den begränsande faktorn för hur mycket ATP som kan bildas per minut via detta system är i de allra flesta fall tillgången till syre, varför träning av syretransportsystemet (i första hand hjärta, blod och blodkärl) är det som ger bäst effekt för konditionsidrottare. Det totala lagret av glukos (kolhydrater) i kroppen är också en begränsande faktor och man brukar räkna med att lagret räcker till ca 75 minuter högintensivt arbete.
I princip samma process kan användas för att skapa ATP från fettmolekyler också. Här blir hastigheten något lägre (ca 8-9 kcal/min) och kräver något mer syre per kcal. En fettsyramolekyl som bryts ner kan dock generera 133 ATP-molekyler. Det tillsammans med att vi har väldigt stora lager med fett (vissa större än andra) gör att vi nästan kan säga att vi kan utvinna obegränsat med ATP från denna källa (för en person med runt 15% fett på kroppen räcker lagret till lågintensivt arbete, typ promenad, över en vecka utan att vi äter någon energi).
Proteiner bryts bara ner till ATP i undantagsfall och därför går jag inte in på det närmare här.
Begreppsförvirring
Det råder en viss begreppsförvirring på svenska respektive engelska.
Nedbrytning av glukos och glykogen UTAN tillgång till syre kallas på svenska för glykolysen. Medan nedbrytning MED syre oftast bara kallas för kolhydratsförbränning på svenska. På engelska används dock termerna ”anaerob glycolysis” för det som vi kallar för glykolysen, medan engelsk litteratur ibland också använder ”aerob glycolysis” för det som vi kallar för kolhydratsförbränning.
Jag antar att det tillsammans med att kolhydraterna kan lagras som glukos och glykogen i muskulatur och lever hjälper till med begreppsförvirringen.
Jag hoppas att denna förklaring rätar ut fler frågetecken än bidrar till ännu mer förvirring… 😉
Blogginlägget är skrivet av Daniel Evaldsson som är föreläsare på Intensive PT och driver PT-studion och OCR-gymmet Natural Fit i Växjö.
