U prva dva dijela bloga obrađene su i pojašnjene osnove iz tema prehrane i  probave nutrijenata  te pogled na razmjenu tvari i energije koja se odvija u našim organizmima na staničnoj razini. U ovom dijelu detaljnije će biti objašnjen proces sinteze molekule ATP-a i koncept energetskih sustava prema kojem djeluje naše tijelo.

Poštujući osnovne zakone termodinamike neće se u daljnjem tekstu koristiti termin proizvodnja energije zato što iz njih potiče temeljna postavka da energija ne nastaje i ne nestaje, samo se giba i transformira iz jednog oblika u drugi. Isti zakoni vrijede i za naše tijelo. Dakle, za metaboličke zadatke mi ne proizvodimo energiju već pretvaramo onu koja se već nalazi uskladištena u našoj hrani.

Kratak podsjetnik iz prethodnih blogova: razbijanje kemijskih veza koje čine spojeve unutar naše hrane oslobađa energiju. Ta energija pokreće procese koje naše tijelo treba da bi formiralo molekulu ATP-a. Taj proces se naziva transferom energije. Dakle jedemo, probavljamo, apsorbiramo, cirkuliramo, skladištimo, transferiramo i koristimo energiju. I tako u krug dok god živimo. Tijekom svih naših životnih funkcija, kad se razbijaju adenozin-fosfatne veze, tijelo mora brzo regenerirati ATP kako bi potpomognuo opskrbu energijom za naše dnevne potrebe. Molekula ADP i slobodnog fosfata koji plutaju citosolom (prostorom unutar naših stanica) se ponovno vežu, regeneriraju molekulu ATP-a koja je bila razbijena, i tako u neprekidnom ciklusu iznova i iznova.

ATP možemo dobiti iz novih (tek konzumiranih, probavljenih i procesuiranih kroz jetru) ili iz uskladištenih nutrijenata  (u jetri, mišićima ili masnim stanicama) koji čekaju signal tijela da su potrebni za dobivanje energije potrebne za odvijanje procesa u organizmu. Dio tek konzumiranih nutrijenata ostaje u krvotoku za trenutnu upotrebu, ali nedovoljno za dugotrajni rad organizma. Naše tijelo često treba energiju iz uskladištenih izvora, zapravo većina energije koju trebamo danas je oslobođena iz nutrijenata koje smo pojeli i uskladištili u protekla 3 dana u stanicama jetre, mišića te u masnim stanicama (ovisno o tipu konzumiranog makronutrijenta).

Dva najbitnija polazna materijala za proizvodnju molekula ATP-a jesu:

1.trigliceridi – kemijski jednostavnija forma višemasnih kiselina od kojih su građene masti, a u kojoj ih naše tijelo skladišti – uglavnom u tjelesnim masnim stanicama, ali dijelom i u mišićnim stanicama. Trigliceridi su esteri glicerola i masnih kiselina. Dobili su ime po tome što se tri masne kiseline vežu na tri hidroksidne skupine glicerola.

2.  glikogen – polisaharidglukoze, primarno nastaje u stanicama jetre i mišića, ali može nastati i u      stanicama mozga i želuca. Glikogen se nalazi u obliku granula rasprostranjenih u citosolu stanice te ima važnu ulogu u ciklusu glukoze. Glukoza se iz glikogena brzo mobilizira i može poslužiti kao dostupan izvor energije pri hitnim potrebama.

Energetski sustavi

Naše tijelo može proizvesti i nadopuniti zalihe ATP-a na različite načine, ovisno o tome koliko brzo trebamo energiju, koliko se brzo reakcije dešavaju, koji su nutrijenti dostupni (jesmo li konzumirali ugljikohidrate, masti ili proteine) i naravno, koliko je kisika prisutno da bi sudjelovao u reakciji. Uzevši sve navedeno u obzir, postoje tri energetska sustava koji pokreću naše tijelo:

1. Fosfageni sustav (ATP-PCr)
2. Glikolitički sustav
3. Aerobni sustav (oksidacijska fosforilacija)

Svaki od navedena tri sustava je dominantan kod određenog tipa aktivnosti i trajanja istih, ali su zapravo sva tri konstantno aktivna, bar u nekom omjeru. Naše tijelo elegantno koordinira ove kompleksne sustave i prijelaze s jednog na drugi mehanizam.

Dok stojimo, i ne mičemo se – ATP nam ne treba, naravno zanemarivši onaj dio potreban za osnovne životne funkcije. Ako u tom trenutku napravimo nagli pokret, sprint, maksimalni skok ili ponavljanje blizu našeg maksimalnog pokušaja u olimpijskom dizanju, za taj prvi eksplozivni pokret iskorišten je naš uskladišteni ATP. Nakon sekunde ili dvije, treba nam pomoć fosfagenog sustava. Iz njega crpimo energiju za sljedećih 10-15 sekundi aktivnosti, u submaksimalnom ili maksimalnom području rada. Ako se naša aktivnost nastavila duže od 15 sekundi, ATP-PCr sustav više ne može pratiti zahtjeve i tijelo tad prebacuje djelovanje na glikolitički energetski sustav. On nam omogućava da nastavimo aktivnost, ali ne više tako brzo/eksplozivno kao dok je na snazi bio fosfageni sustav.  Pod glikolitičkim sustavom, ovisno o tome koliko smo navikli na taj tip aktivnosti/treninga imamo energije za 1-2 minute. Nakon toga tijelo se prebacuje na aerobni energetski sustav, najsporiji od navedenih i naša brzina/eksplozivnost će dodatno pasti. Ovisno o našoj kondiciji i adaptaciji na takve napore kroz neko vrijeme se još uvijek možemo kretati zbog procesa oksidacijske fosforilacije. Cijelo vrijeme je tijelo koristilo i proizvodilo/regeneriralo ATP iz unesenih/uskladištenih nutrijenata, samo je ovisno o tipu i trajanju aktivnosti na snazi dominantno bio jedan od tri tipa energetskih sustava u kojima naše tijelo funkcionira. Na grafičkom prikazu to izgleda ovako:

Zaključak

ATP je energetska valuta naših stanica. Razbijanjem kemijskih veza unutar molekule ATP-a nastaju ADP i fosfatna skupina i oslobađa se energija koju tijelo koristi. Kad se energija oslobodi, ADP i fosfatna skupina moraju biti ponovno spojeni u ATP kako bi se ponovio cijeli proces. Skladištimo jako malu količinu ATP-a tako da nam je potrebna dodatna energija iz makronutrijenata unesenih prehranom. Makronutrijenti proteini, ugljikohidrati i masti kroz metabolizam sudjeluju u različitim energetskim sustavima i transferiraju energiju koja je sadržana u vezama njihovih molekula, a među njima trigliceridi (iz konzumiranih i uskladištenih masti/višemasnih kiselina) i glikogen (iz konzumiranih i uskladištenih ugljikohidrata/glukoze) su glavni izvori tijelu za sintezu ATP-a. Postoje tri energetska sustava, to su fosfageni, glikolitički te aerobni sustav, a detaljnije o svakom od njih te kemiji tih procesa čitajte u sljedećem blogu. Zaključno, jasno se nameće iz ovog teoretskog pregleda koliko je esencijalno bitno kakve namirnice konzumiramo, i da li zapravo unosimo kvantitetom i kvalitetom sve adekvatne nutrijente (da, i masti i ugljikohidrate, ne samo proteine ?) kako bi podržali temeljne procese koji se svake sekunde odvijaju u našem organizmu.

Dr. sc. Sebastijan Orlić

Sebastijan Orlić diplomirao je i doktorirao na Fakultetu kemijskog inženjerstva i tehnologije u Zagrebu. Cijeli život je u sportu- trenirao nogomet i odbojku u Puli, dolaskom u Zagreb bavio se rekreativno malim nogometom i odbojkom na pijesku. Od 2012. bavi se crossfitom i tako ulazi u svijet fitnesa. 2017. godine upisao i završio program osposobljavanja za instruktora fitnesa u teretani na Fitnes učilištu s ciljem obrazovanja u području fitnesa te je certificirani Lvl1 Precision Nutrition Coach.