Energiprocesser

Dina muskler behöver energi för att kunna utföra ett fysiskt arbete, såklart. Du får i dig denna energi genom maten du äter, men den måste sedan omformas för att kunna användas i musklerna och även kunna lagras för att vara tillhands när du behöver den.

Ur ett träningsperspektiv kan det vara bra att känna till lite mer om hur dessa kroppens energiprocesser fungerar.

 

Energi in

Maten du äter innehåller energi främst i form av kolhydrater, fett och protein. Proteinet används i första hand som byggmaterial för muskler och andra strukturer och därför använder kroppen protein som energi bara i nödfall.

Kolhydraterna och fettet processas i flera steg med början i mag-tarm-kanalen för att kunna föras vidare ut i kroppen i olika former och lagras i energidepåer på lämpliga ställen i väntan på att muskler och andra organ behöver den.

 

Musklernas energibehov

Musklerna kan bara använda en enda källa till energi, nämligen en molekyl som heter Adenosin-TriFosfat, förkortat ATP (fosfat stavas "phosphate" på engelska, därav P-et i förkortningen).

Det finns ett litet lager av ATP i musklerna, men detta räcker inte till mer än cirka 7 sekunders hårt muskelarbete. Så för att du ska kunna vara fysiskt aktiv måste det hela tiden tillverkas nytt ATP av de "energiråvaror" som finns i energidepåerna.

Detta sker i musklernas "energifabriker",de så kallade mitokondrierna. Övergripande finns det två olika principer att tillverka ATP, så kallade aeroba processer och anaeroba processer.

Aeroba energiprocesser

Aerob betyder ungefär "i närvaro av syre", och denna ATP-tillverkningsprincip kräver således tillgång till tillräckliga mängder syre i mitokondrierna för att kunna fungera.

Fördelen med de aeroba energiprocesserna är att de kan hålla på så länge det finns energilager kvar i depåerna att bygga ATP av, de är alltså som klippta och skurna för uthållighetsaktiviteter.

Nackdelen med de aeroba processerna är att de inte kan producera ATP tillräckligt snabbt för att förse musklerna med den mängd energi de behöver för att utföra ett intensivt arbete, det vill säga en ansträngning där det krävs mycket energi under kort tid.

Och eftersom dessa processer kräver syre begränsas de också av hur bra eller dålig kondition vi har, det vill säga hur mycket syre vi har kapacitet att frakta till och använda i musklernas mitokondrier.

Anaeroba energiprocesser

Anaerob betyder ungefär "utan närvaro av syre", och är således en typ av ATP-tillverkningsprincip som inte kräver tillgång till syre i mitokondrierna.

Dessa processer kan producera mer ATP per tidsenhet jämfört med de aeroba processerna, och är således utmärkta för att komplettera de aeroba systemen vid intensiva ansträngningar där det krävs mycket energi snabbt.

Nackdelen med de anaeroba systemen är att de inte klarar av att jobba särskilt länge:

Dels är energidepåerna som innehåller de "energiråvaror" som används i de anaeroba processerna ganska små och kommer därför att ta slut relativt fort.

Dels producerar de biprodukter i form av laktat ("mjölksyra") som försurar miljön i muskeln och i för höga koncentrationer leder till att musklerna stumnar och man "går in i väggen".

Således finns det en tidsgräns för hur länge man kan arbeta med energi från dessa anaeroba processer.

 

Energiprocesserna i lite mer detalj

Det finns fyra olika tillverkningsprocesser för energi, två areoba och två anaeroba. Alla fyra tillverkar ATP, eftersom det som sagt är den enda formen av energi som muskelcellerna kan använda.

Fettförbränning

Formellt sett är detta egentligen fråga om en oxidationsprocess och inte en förbränningsprocess, men eftersom begreppet fettförbränning är så allmänt använt tillåter jag mig att slarva med terminologin i en ovetenskaplig text som denna.

Fett är den typ av energi vi har lagrat mest av i kroppen, därför är fettförbränning den energiprocess som kan ge störst mängd energi totalt sett. En rimligt normalviktig person har lagrat kanske omkring 75.000 kcal i form av fett, vilket skulle räcka för ett antal maratonlopp.

Problemet är bara att det går väldigt långsamt att tillverka ATP av fett, så mängden energi som produceras per tidsenhet är liten. Detta innebär att fettförbränningen på egen hand inte hinner med att tillverka tillräckliga mängder energi för att försörja ens en någorlunda intensiv ansträngning fullt ut. Så även om fett-energin du har lagrat på dig räcker för många maratonlopp skulle du behöva springa väldigt långsamt för att fettförbränningen ensam skulle hinna med att få fram ATP i den takt som behövs.

Om man liknar din kropp med en bil skulle man kunna säga att fettförbrännings-systemet har en jäääättestor bensintank (fettlager) som räcker huuur länge som helst, nästan, men röret från tanken till motorn är så litet och tunt att det bara kommer fram pyttelite bensin (ATP) i taget.

Fettförbränning är en aerob energiprocess, det vill säga vi kan inte förbränna fett om det inte finns tillräckligt med syre i mitokondrierna.

Kolhydratförbränning

Kolhydrater har vi lagrat i form av glykogen, både i depåer ute i musklerna och i en liten reservtank i levern. Dessa lager innehåller inte tillnärmelsevis lika mycket energi som fett-depåerna, kanske runt 2.500 kcal vilket ungefär motsvarar det dagliga energibehovet hos en inte överdrivet aktiv mansperson.

Det möjliga utflödet av ATP från kolhydratförbränning är lite större än från fettförbränningen, så den räcker för att tillverka energi för en något mer intensiv ansträngning.

Liknelsen här är att tanken med glykogen-energi är väsentligt mindre än fett-tanken, men bränsle-ledningen till motorn är något grövre så det kommer ut lite mer ATP per tidsenhet jämfört med vid fettförbränning.

Kolhydratförbränning är också en aereob process som alltså kräver tillräcklig tillgång till syre.

Glykolys - "mjölksyrasystemet"

Även glykolysen använder kolhydrater som energiråvara, precis som kolhydratförbränningen, men glykolysprocessen ser annorlunda ut och är en anaerob process, det vill säga den kräver inget syre.

Fördelen med detta är att din kondition kommer inte att begränsa prestationen i detta system, även om du inte lyckas få ut tillräckligt med syre till mitokondrierna så påverkar detta inte glykolysen över huvud taget. Men å andra sidan införs en tidsbegränsning för prestationen när detta anaeroba system sätter igång, som nämnts ovan.

Energi-tanken som glykolysen hämtar sina råvaror från är ännu mindre än tanken som används vid kolhydratförbränning, man kan räkna med att totalt cirka 250 kcal kan produceras med den här metoden vilket är bara en tiondel av vad kolhydratförbränningen kan åstadkomma. Men bränsle-ledningen är ännu grövre så det produceras mer ATP per tidsenhet, det vill säga effekten från detta system är högre.

Nedbrytning av kreatinfosfat

Sist kommer vi till den verkliga raketbränsle-tillverkningen, energisystemet med den allra största tapp-kranen men med den absolut minsta tanken.

Det finns en liten mängd kreatinfosfat lagrad i musklerna, och denna kan omvandlas till ATP snabbare än de andra energiråvarorna. Men det tar å andra sidan slut väldigt fort.

 

Samverkan mellan de olika energiprocesserna

Nu är det ju givetvis inte så att de fyra olika energiprocesserna arbetar separerade från varandra utan de samverkar utifrån hur energibehovet ser ut just för tillfället.

Vid låg intensitet klarar de två aeroba systemen av att framställa all ATP som behövs och de anareoba systemen kan därför ta det lite lugnt och spara sig till mer intensiva insatser.

Ju lägre intensiteten är, desto större andel av ATPn kommer från fettförbränning. Eftersom fett-depåerna innehåller mycket mer energi än glykogen-förråden föredrar kroppen att spara på glykogenet. Dock klarar inte fettförbränningen av att förse ens en måttligt förhöjd arbetsintensitet med tillräcklig mängd ATP, så kolhydratförbränningen måste dra ett allt större lass ju högre intensiteten blir.

Efterhand som intensiteten i belastningen ökar ännu mer räcker inte den samlade ATP-produktionen från de båda aeroba systemen till, och i successivt ökande grad måste därför även de anaeroba systemen stämpla in på jobbet.

Vid hög intensitet där det krävs stora mängder energi på kort tid jobbar alla fyra systemen på högvarv för att få fram så mycket ATP som möjligt.

Således kan man konstatera att alla fyra systemen arbetar samtidigt och parallellt för att förse musklerna med den mängd energi de behöver för tillfället. Hur arbetet fördelas mellan de olika systemen varierar över tiden beroende på hur intensivt du anstränger dig, det vill säga hur mycket energi per tidsenhet som behöver levereras till musklerna.

 

Några träningsrelaterade effekter av detta

När du ska påbörja en uthållighetsaktivitet, exempelvis löpning, så kommer det att ta en stund för de aeroba systemen att komma igång och växla upp. Det innebär att du bör värma upp med successivt ökande intensitet för att ge dem tid för detta. Om du kör på för hårt redan från början hinner de inte komma igång och leverera den erfordrade energimängden och då måste de anaeroba systemen köra igång, även om de aeroba egentligen har kapacitet att tillverka den energi som behövs, de har bara inte kommit igång ännu. Alltså riskerar du att "gå in i väggen" alldeles i onödan, bara för att du inte orkade vänta på att de aeroba systemen hann starta upp.

Du bör ha en viss koll på när de anaeroba systemen börjar arbeta så pass mycket att "mjölksyra"-koncentrationen blir ett problem och vara medveten om att du nu hamnat på ett sluttande plan, det vill säga du kommer inte att kunna fortsätta på denna träningsintensitet hur länge som helst. Du kan läsa mer om "mjölksyra"-tröskeln på den allmänna sidan om konditionsträning och även på fördjupnings-sidan om pulsträning som finns länkad därifrån.