Liikunnan aikaiset energiantuottotavat

Tämän postauksen tarkoituksena on selventää liikunnan aikaisia energiantuottotapoja. Energiantuottotapojen ymmärtäminen auttaa paremmin suunnittelemaan ravitsemusta, joka tukee omia tavoitteitasi. Yksinkertaistettuna voidaan todeta, että elimistö käyttää liikunnan aikana energianlähteenään rasvoja, hiilihydraatteja tai fosfokreatiinia. Alla käsittelen näitä energiantuottotapoja syvällisemmin sekä niiden merkitystä eritehoisessa ja -kestoisessa liikunnassa.

Energiantuottotavat

Elimistön kolme keskeistä energiantuottotapaa ovat fosfokreatiinin hydrolyysi, glykolyysi ja oksidatiivinen fosforylaatio. Näiden energiantuottotapojen tarkoituksena on ATP:n (adenosiinitrifosfaatti) uudelleenmuodostus.

ATP on kaikkien solujen ainoa suora energianlähde. Koska ATP:tä ei varastoida merkittäviä määriä, tulee elimistön uudelleen muodostaa sitä jatkuvasti lisää, jotta liikettä voidaan ylläpitää. Intensiivisten urheilusuoritusten, kuten sprinttien aikana ATP:n uudelleenmuodostus voi jopa 100-kertaistua verrattuna lepotilaan.

Fosfokreatiinin Hydrolyysi

Fosfokreatiinin hydrolyysi toimii anaerobisena energiantuotantomenetelmänä, eikä se vaadi happea. Tämän prosessin avulla energiaa voidaan tuottaa välittömästi, mutta määrällisesti vain vähän.

Fosfokreatiinivarastot palautuvat noin viidessä minuutissa suorituksen jälkeen. Lyhyissä, räjähtävissä suorituksissa fosfokreatiinin hydrolyysi on merkittävin energianlähde. Sekunteja kestävät intensiiviset suoritukset, kuten 100-200 metrin juoksut, heitot ja hypyt, perustuvat pääasiassa fosfokreatiinivarastoihin.

Pidemmissä kestävyyssuorituksissa fosfokreatiinin hydrolyysi voi olla merkityksellinen esimerkiksi kirivaiheessa tai kilpailun ensimmäisten sekuntien aikana. Usean tunnin kestävyyssuorituksissa sen rooli on kuitenkin vähäinen, ja energiaa tuotetaan pääasiassa rasvojen ja hiilihydraattien hapettamisen kautta.

Yli 30 sekunnin maksimaalisissa suorituksissa fosfokreatiinin hydrolyysi toimii merkittävimpänä energianlähteenä noin 10 sekuntia suorituksen alusta, jonka jälkeen elimistön tulee turvautua hiilihydraattien hapetukseen eli glykolyysiin.

Glykolyysi

Glykolyysin aikana elimistö käyttää energianlähteenä veren glukoosia sekä lihasten glykogeenivarastoja. Lihasten lisäksi myös maksa varastoi glukoosia glykogeeniksi. Suurin osa tästä glukoosista saadaan ravinnosta, mutta elimistö muuntaa sitä myös mm. laktaatista, jota glykolyysin aikana muodostetaan.

Fosfokreatiinin hydrolyysin tavoin glykolyysikaan ei vaadi happea. Glykolyysi on fosfokreatiinin hydrolyysiin verrattuna hitaampi energiantuottotapa, mutta kuitenkin huomattavasti nopeampi kuin oksidatiivinen fosforylaatio.

Glykolyysin rooli energianlähteenä korostuu teho- ja kestävyyslajeissa, jolloin hiilihydraattien hapettaminen on välttämätöntä, jotta suoritusteho voidaan pitää riittävällä tasolla mahdollisimman pitkään.

Oksidatiivinen fosforylaatio

Oksidatiivisella fosforylaatiolla tarkoitetaan aerobista energiantuottoa, jossa hyödynnetään sekä lihasten sisäisiä glykogeenia- ja rasvavarastoja, että verenkierron glukoosia sekä rasvahappoja.

Oksidatiivinen fosforylaatio on fosfokreatiinin hydrolyysiin ja gykolyysiin verrattuna hidas tapa tuottaa energiaa, mutta sen avulla sitä pystytään kuitenkin tuottamaan huomattavasti enemmän, sillä elimistön rasvavarastot ovat käytännössä loputtomat.

Energiaa hapetetaan mitokondrioissa, jotka toimivat ikään kuin solujen voimalaitoksina. Kestävyyskunnon parantamisella voidaan vaikuttaa lihassolujen mitokondrioiden määrään. Runsaampi mitokondrioiden määrä mahdollistaa suuremman soluhengityksen, joka käytännössä näkyy parempana aerobisena energiantuottona. Oksidatiivisen fosforylaation rooli korostuu pitkissä kestävyyssuorituksissa.

Liikunnan teho ja kesto

Energiantuottotapaan vaikuttaa merkittävimmin liikunnan intensiteetti sekä kesto. Esimerkiksi maksimaalisella teholla tehdyn 10 sekunnin sprintin aikana energiaa tuotetaan arviolta 53% fosfokreatiinista, kun taas 30 sekunnin sprintin aikana glykolyysin määrä on n.44% ja fosfokreatiinin määrä enää n.23%.

Liikuttaessa matalalla teholla (<30% Vo2max), elimistö käyttää energiaravintoaineena pääosin rasvaa. Tehon noustessa 40–65% Vo2max, käytetään energianlähteenä hiilihydraatteja sekä rasvaa lähes yhtä paljon. Siirryttäessä yli 70% VO2max teholle hiilihydraattien käyttö kasvaa ja suhteessa rasvan käyttö vähenee.

Harjoittelulla ja ravitsemuksella voidaan jossain määrin vaikuttaa hiilihydraattien ja rasvan käytön suhteeseen. Esimerkiksi vähähiilihydraattinen ruokavalio voi parantaa elimistön kykyä hyödyntää rasvaa energianlähteenä, mutta samalla heikentää hiilihydraattien käyttökykyä. Tehostunut rasvan käyttö on kuitenkin liian hidasta tukemaan kovatehoista suorituskykyä. Kestävyysharjoittelu puolestaan parantaa elimistön kykyä käyttää rasvaa energianlähteenä ilman, että se heikentäisi hiilihydraattien käyttöä. Parantunutkaan rasvan käyttö voi lisätä suorituksen taloudellisuutta, sillä hiilihydraattivarastot ovat rajalliset, kun taas rasvavarastot ovat käytännössä rajattomat. On kuitenkin kyseenalaista, kannattaako urheilijan pyrkiä tehostamaan rasvan hapetusta rajoittamalla hiilihydraatteja, jolloin se todennäköisesti tapahtuu harjoittelun laadun ja palautumisen kustannuksella.

Yhteenveto:

• Fosfokreatiinin hydrolyysi yksinkertaistettuna hyödyntää lihasten sisäisiä kreatiinifosfaattivarastoja, jotka riittävät maksimaalisella teholla noin 10 sekunniksi. Kreatiinilisä voi vaikuttaa näiden varastojen kokoon.

  
  

• Glykolyysi viittaa karkeasti hiilihydraattien hapetukseen ja oksidatiivinen fosforylaatio rasvan hapetukseen.

• Ravitsemuksen ja harjoittelun avulla voidaan vaikuttaa hiilihydraattien ja rasvan käytön osuuteen tiettyyn pisteeseen asti.

• Vaikka kilpailusuoritus lajissasi perustuisi pääosin fosfokreatiinivarastoihin, on tärkeää huomioida riittävä hiilihydraattien saanti suhteessa harjoitusmäärään. Näissä lajeissa harjoitellaan usein intensiivisesti, joten riittämätön hiilihydraattien saanti voi heikentää harjoitusten laatua, palautumista ja kehitystä.

  
  

Kun nämä käsitteet ymmärretään, on myös helppo hahmottaa, miksi hiilihydraattien rooli on merkittävä kestävyys- ja teholajeissa. Ilman hiilihydraatteja on käytännössä mahdotonta ylläpitää kovatehoista suoritusta, sillä rasvojen hapetus on siihen liian hidasta.

PS. Jos kaipaat tukea liikunnan tai ravitsemuksen suhteen, ole yhteydessä toni.hyytinen@gmail.com niin sovitaan ilmainen alkukonsultaatio. Valmennus onnistuu myös etänä.

Jos pidit lukemastasi ja haluat ilmoituksen uudesta artikkelista sähköpostiisi, käy etusivullani ja liity sähköpostilistalleni.

Lähteet

Ball D. 2015 Metabolic and endocrine response to exercise: sympathoadrenal integration with skeletal muscle.

Baker ym. 2010. Interaction among Skeletal Muscle Metabolic Energy Systems during Intense Exercise. Review Article.

Hargreaves M. Spriet L. 2020 Skeletal muscle energy metabolism during exercise

Hawley J.A, Hargreaves M, Joyner M.J, Zierath J.R. 2014 Integrative Biology of Exercise.

Hietavala E. Soveltava urheilu- ja urheiluravitsemusfysiologia. Energia-aineenvaihdunnan säätely liikunnassa. Itä-Suomen yliopisto 2024.

Rabinowitz J.D. 2020 Enerbäck S Lactate: the ugly duckling of energy metabolism.

Kirjoittajasta:

Olen Toni Hyytinen, urheiluravitsemuksen asiantuntija ja valmentaja. Olen suorittanut urheiluravitsemuksen ja liikuntalääketieteen opintoni Itä-Suomen yliopistossa. Lisäksi olen suorittanut Personal Trainer ja Ravitsemusvalmentaja -sertifikaatit Nordic Health Academylla. Minulla on yli 25 vuoden kokemus tavoitteellisesta voima- ja kestävyysharjoittelusta sekä 10 vuoden kilpailutausta vapaaottelussa ja lukkopainissa. Valmennettavani edustavat laajaa kirjoa eri lajeista, aina tavoitteellisista kuntoilijoista MM-tason urheilijoihin.