Tělo jako biologický stroj 1. část: energetický metabolismus

Lidské tělo je směsicí spletitých a vzájemně propojených biochemických reakcí a lze na něj pohlížet jako na důmyslný biologický stroj. Představte si jej jako své auto. Aby auto fungovalo, potřebuje palivo - stejně tak naše tělo potřebuje, abychom mu dodávali energii formou potravy. Pokud budete do auta nalévat nekvalitní palivo a olej, dříve či později přestane správně fungovat - a přesně totéž se stává s lidským organismem, pokud mu nedopřáváme všechny potřebné živiny.

Je s podivem, že se lidé obvykle o svá auta pečlivě starají a dopřávají jim to nejlepší, aby si zajistili jejich maximální výkon, zatímco svému tělu dodávají přepalované tuky, rychlé cukry a mnohdy mizivé množství vitamínů a minerálů z ovoce a zeleniny. Přitom zdraví je tím nejcennějším, co máme a pomocí kvalitní stravy a pravidelného pohybu se můžeme vyhnout celé řadě onemocnění. Zdravé, správně fungující tělo je mnohem odolnější vůči virózám a různým infekcím, snížením konzumace rychlých cukrů omezíte riziko vzniku cukrovky a neurodegenerativních onemocnění, vyřazením přepalovaných tuků zase snížíte riziko vzniku rakoviny tlustého střeva apod.

Přestože je to již ohraná fráze, lidé (a nejen jejich tělo, ale také zdravotní stav) jsou z drtivé většiny odrazem jejich životního stylu. Samozřejmě existují výjimky - celá řada onemocnění je podmíněna geneticky, já mám na mysli nemoci získané během života.

Metabolismus člověka

Abyste pochopili, jak vlastně lidské tělo funguje, postupně si popíšeme základní děje, které se uvnitř něj dějí. V první části se zaměříme na energetický metabolismus. Tedy na to, jak tělo získává energii, jak s přijatou energií nakládá a jak ji ukládá pro případ potřeby.

Svatá trojice - sacharidy, tuky, bílkoviny (proteiny)

Základními živinami, které lidské tělo potřebuje, jsou sacharidy, tuky a bílkoviny (také označované jako proteiny). Všechny tři druhy látek je možné transformovat na energii, přičemž nejsnadnější a nejrychlejší je uvolnění energie ze sacharidů. Proto sportovci před nebo před výkonem konzumují hroznový cukr, kousek ovoce nebo sacharidové gely - dodají tělu rychlou energii, která může být využita pro svalovou práci. Mechanismům, jakými k tomuto využití dochází, se budeme věnovat dále.

Uvolnění energie z tuků je pomalejší a probíhá procesem B-oxidace mastných kyselin v mitochondriích (buněčné organely ohraničené dvojitou membránou). Jak název napovídá pro tento proces je nutná přítomnost kyslíku. Proto je pro optimální spalování tuků doporučována aktivita o nižší intenzitě, zato trvající delší dobu (minimálně 60 minut). Při takovém tréninku má tělo dostatečné množství času, aby spálilo sacharidy přítomné v krvi, využilo část glykogenových zásob (polysacharid uložený ve svalech a játrech jako zásobárna energie) a začalo se poohlížet po dalším zdroji energie. Po cca 30-ti minutách začíná tělo spalovat tukové zásoby, pokud zajistíte tkáním dostatečné prokrvení a přísun kyslíku.

Bohužel tělo umí využívat energii také z bílkovin. Největší množství bílkovin se totiž nachází ve svalové tkáni. A v případě, že se tělu nedostává energie, sáhne i do těchto zásob. K tomu dochází zejména při hladovění. To má ovšem řadu negativních dopadů: tím, že se zbavíte svalové hmoty vám klesne bazální metabolismus, tedy množství energie, kterou vaše tělo spálí v klidovém stavu za 1 den; a navíc pokud z hladovění přejdete do běžného režimu a začnete opět jíst - tělo bude mít tendence si všechnu energii ukládat a vy značně přiberete - zde se projeví známý "jojo efekt".

Aerobní vs. Anaerobní trénink

V této části se podíváme blíže na metabolismus sacharidů v těle. Záměrně nemluvím o cukrech, protože cukry jsou pouze malou skupinou sacharidů. Jaký je v těchto pojmech rozdíl, si můžete přečíst zde.

Anaerobní trénink je trénink ve vysoké intenzitě, při němž nezvládáme pravidelně a zhluboka dýchat a do tkání se tak nedostává dostatečné množství kyslíku. Při takovéto aktivitě potřebuje tělo rychle mobilizovat co největší množství energie a první volbou jsou samozřejmě zásoby sacharidů. V první řadě jsou využity sacharidy obsažené v krvi (z jídla, které jsme měli před tréninkem), následně jsou využity také zásoby svalového a jaterního glykogenu.

Glykogen je polysacharid složený z glukózových podjednotek. V případě potřeby se štěpí na jednotlivé molekuly glukózy, která je následně metabolizována za vzniku energie. Za anaerobních podmínek probíhá metabolismus glukózy procesem glykolýzy, kdy se z 1 molekuly glukózy uvolní 2 molekuly ATP (ATP je vysoce energetická molekula využívaná jako "palivo" pro všechny děje v organismu včetně svalové práce). Kromě energie je produktem glykolýzy také pyruvát, který je dále transformován na laktát, který se následně hromadí ve svalech a zodpovídá za svalovou únavu.

Nevýhodou anaerobního tréninku je ovšem fakt, že tělo nesahá pouze do zásob sacharidů, ale zdroje energie hledá i jinde - na řadu pak přicházejí tuky (což by nám asi zase tak moc nevadilo), ale také svaly.

Aerobní trénink naproti tomu probíhá v mírnějším tempu, dýchání by mělo být pravidelné a poměrně pohodlné. Často se uvádí pomůcka, že v optimálním aerobním pásmu se nacházíte tehdy, pokud už se trochu zadýcháváte, ale stále zvládáte mluvit. V případě, že chcete trochu hmatatelnější údaj, tepová frekvence by se měla pohybovat od cca 60 do 75% vašeho maxima.

Za aerobních podmínek, kdy je v tkáních dostatek kyslíku, se energie ze sacharidů získává oxidativní fosforylací. V tomto procesu jsou využívány redukované koenzymy pocházející z Citrátového cyklu (cyklus navazující na proces glykolýzy) a kyslík. Při oxidativní fosforylaci vzniká z 1 molekuly glukózy 38 molekul ATP, což je 18x více, než v případě glykolýzy!