Ваше тело использует различные метаболические процессы во время тренировки, чтобы обеспечить мышцы энергией, необходимой для физической активности. Узнайте об аэробном и анаэробном метаболизмах, о том, как они работают и что это означает для вас, когда вы тренируетесь.
Основы метаболизма
Метаболизм — это процессы, которые организм использует для расщепления питательных веществ и образования соединений, которые клетки могут использовать для получения энергии и поддержания функций организма. Ваш организм выделяет ферменты для расщепления пищи на сахара, белки и жиры. Затем каждая клетка тела может усваивать их и использовать в аэробных или анаэробных метаболических процессах для образования аденозинтрифосфата (АТФ) — топлива, используемого в клетке.
Общий метаболизм вашего организма включает в себя сокращение мышц, дыхание, кровообращение, поддержание температуры тела, переваривание пищи, выведение шлаков, а также работу мозга и нервной системы.
Калории, поступающие с пищей, сжигаются для производства энергии в каждой клетке. Скорость, с которой вы сжигаете калории, называется скоростью вашего метаболизма. Во время тренировки вы ускоряете обмен веществ в мышцах, а также в дыхательной и кровеносной системах. Вам необходимо учащать дыхание и сердцебиение, чтобы доставлять кислород и питательные вещества к мышцам. Ваше тело также должно работать интенсивнее, чтобы предотвратить перегрев, например, из-за потоотделения.
Типы обмена веществ
Существует два типа метаболизма, которые организм использует для превращения топлива (пищи, которую вы едите) в энергию.
Аэробный метаболизм
Во время аэробного метаболизма ваше тело вырабатывает энергию путем сжигания углеводов, аминокислот и жиров в присутствии кислорода. Аэробный метаболизм обеспечивает энергией физические упражнения и другие функции организма (например, дыхание). Виды деятельности, в которых используется аэробный метаболизм, включают ходьбу, бег или езду на велосипеде с постоянными усилиями.
Анаэробный метаболизм
Анаэробный метаболизм создает энергию за счет сжигания углеводов в отсутствие кислорода. Это происходит, когда ваши легкие не могут поставлять в кровь достаточное количество кислорода, чтобы удовлетворить потребности мышц в энергии. Как правило, он используется только при кратковременных нагрузках, например, при спринтерском беге, езде на велосипеде или поднятии тяжестей.
Когда в крови недостаточно кислорода, глюкоза и гликоген не могут полностью расщепляться на углекислый газ и воду. Вместо этого вырабатывается молочная кислота, которая накапливается в мышцах и ухудшает их работу.
Ваше тело будет часто переключаться между аэробным и анаэробным метаболизмом во время занятий спортом и осуществления деятельности, которые требуют коротких всплесков спринты, а также устойчивый бег, таких как футбол, теннис и баскетбол.
Анаэробный vs аэробный метаболизм
Анаэробный метаболизм не так эффективен, как аэробный. При анаэробном метаболизме молекула глюкозы может вырабатывать только три молекулы АТФ, в то время как при аэробном метаболизме она вырабатывает 39 молекул. АТФ - это то, что питает мышцы.
Анаэробный метаболизм может использовать только глюкозу и гликоген, в то время как аэробный метаболизм может также расщеплять жиры и белки. Интенсивные физические упражнения в анаэробной зоне с частотой сердечных сокращений более 85% от максимальной позволяют использовать анаэробный метаболизм для подпитки мышц.
Программы тренировок по различным видам спорта и активностям разработаны таким образом, чтобы наилучшим образом использовать аэробный и анаэробный метаболизм.
Анаэробный метаболизм и молочная кислота
Молочная кислота является побочным продуктом анаэробного гликолиза и анаэробного метаболизма, которые происходят во время интенсивных физических нагрузок. Хотя молочная кислота используется сердцем в качестве топлива, избыточное ее количество в мышцах замедляет их сокращения, не позволяя поддерживать максимальную работоспособность.
При физической нагрузке средней интенсивности молочная кислота может выводиться из мышечных клеток. Но при интенсивных мышечных сокращениях она накапливается. По мере того как вы накапливаете все больше и больше молочной кислоты, ваши мышцы горят, и вы чувствуете усталость. Часто это происходит при таких видах деятельности, как поднятие тяжестей, но вы можете испытать это и при беге или езде на велосипеде, во время спринта или подъема в гору. Вы вынуждены отступить и замедлить темп, чтобы мышцы могли восстановиться и позволить молочной кислоте выйти из клеток. Молочная кислота далее перерабатывается печенью в глюкозу в качестве топлива, завершая цикл.
Что происходит во время анаэробных упражнений
Как мы уже объясняли выше, при анаэробном метаболизме образуется молочная кислота, которая может накапливаться в мышцах до такой степени, что вы «чувствуете жжение». Это ощущение жжения является нормальным побочным эффектом анаэробного метаболизма.
Быстро сокращающиеся мышечные волокна в большей степени зависят от анаэробного метаболизма, но при этом быстрее устают. Интервалы высокой интенсивности превращают обычные аэробные упражнения, такие как бег на выносливость, в анаэробные. Анаэробный метаболизм необходим, когда вы превышаете 90% от максимальной частоты сердечных сокращений.
Вы можете изменить уровень образования молочной кислоты (лактатный порог) с помощью специальных тренировочных программ. Спортсмены часто используют их для улучшения своих результатов. Они включают интервальный или постоянный режим тренировок, чтобы достичь лактатного порога.
Уровень лактата обычно составляет от 50 до 80% от VO2 max (максимального потребления кислорода спортсменом). У элитных спортсменов он может быть повышен еще больше, что позволяет им прилагать больше усилий в своей физической активности. Правильное питание также важно для обеспечения мышц гликогеном в качестве топлива.
Аэробный метаболизм и энергия
Организм человека использует глюкозу для производства молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) в процессе аэробного метаболизма. АТФ — это то, что питает мышцы. Анаэробный метаболизм, используемый для энергичного сокращения мышц, вырабатывает гораздо меньше молекул АТФ на одну молекулу глюкозы, поэтому он гораздо менее эффективен.
Аэробный метаболизм является частью клеточного дыхания и включает в себя выработку клетками энергии посредством гликолиза, цикла лимонной кислоты и переноса электронов/окислительного фосфорилирования.
Организм использует аэробный метаболизм для получения энергии в течение дня, чтобы поддерживать регулярную активность клеток, мышц и органов. Вот почему у вас есть базальная скорость метаболизма, уровень сжигания калорий, необходимый для поддержания нормальных функций организма, помимо сжигания калорий при физической активности. Живой организм постоянно сжигает некоторое количество калорий, даже в состоянии покоя.
Аэробный метаболизм также является причиной того, что ваши легкие поглощают кислород, который переносится гемоглобином крови к вашим тканям. Кислород используется в аэробном метаболизме для окисления углеводов: атомы кислорода в конечном итоге присоединяются к углероду в молекуле выделяемого углекислого газа.
Единственными побочными продуктами аэробного метаболизма углеводов являются углекислый газ и вода. Организм избавляется от них с помощью дыхания, потоотделения и мочеиспускания.
По сравнению с анаэробным метаболизмом, при котором образуется молочная кислота, побочные продукты аэробного легче выводятся из организма. Это означает незначительную боль в мышцах после тренировки.
Аэробные упражнения выполняются с частотой сердечных сокращений ниже 85% от максимальной и не требуют интенсивных мышечных сокращений. Ваш организм может поддерживать постоянный приток энергии, расщепляя углеводы и жиры с помощью аэробных метаболических процессов.
При упражнениях средней интенсивности вы достаточно хорошо дышите, а потребность ваших мышц в АТФ достаточно низкая и стабильная, чтобы вы могли расщеплять гликоген до глюкозы и мобилизовывать накопленный жир для получения энергии. Вы также можете потреблять углеводы, которые организм успеет использовать до того, как все запасы будут исчерпаны.
Одним из самых простых аэробных упражнений является ходьба в быстром темпе, при которой вы начинаете тяжело дышать, но все еще можете говорить полными предложениями. 30-минутная тренировка при аэробной ходьбе в день может обеспечить рекомендуемый уровень физической активности для укрепления здоровья.
Аэробную тренировку могут обеспечить бег, езда на велосипеде, гребля, плавание, катание на беговых лыжах и кардиотренажеры, такие как эллипс, степперы, гребные и лыжные тренажеры.
В качестве аэробной нагрузки вы также можете заняться танцами. Эти занятия могут быть как умеренной, так и интенсивной интенсивности и носить аэробный характер, при условии, что частота сердечных сокращений не превышает 85% от максимальной.
Хотя йога и тай-чи используют аэробный метаболизм, они обычно не повышают частоту сердечных сокращений настолько, чтобы считаться аэробными упражнениями средней интенсивности.
Если же ваша цель — похудеть с помощью физических упражнений, аэробный метаболизм полезен, поскольку выводит жир из жировых клеток и сжигает его для получения энергии для мышц. Он также сжигает доступные и накопленные сахара (углеводы) в ваших клетках, так что их избыток не перерабатывается в жир.
Пища, которую вы едите, восполняет имеющиеся у вас запасы энергии. Если вы потребляете не больше калорий, чем сжигаете, вы не будете откладывать лишние калории в виде жира. Но физические упражнения способствуют наращиванию мышечной массы, поэтому, теряя жир, вы также можете набирать мышечную массу.
