Η μιτοχονδριακή φυσική κατάσταση και η μιτοχονδριακή γυμναστική αποτελούν κρίσιμα στοιχεία στο σύστημα παραγωγής ενέργειας του ανθρώπινου σώματος κατά τη διάρκεια της άσκησης.
Μιτοχονδριακή γυμναστική
Τα μιτοχόνδρια, τα εξειδικευμένα συστατικά των κυττάρων, αναλαμβάνουν τον κρίσιμο ρόλο της μετατροπής των τροφών σε ενέργεια. Αυτά τα μικρά αλλά πανίσχυρα μιτοχόνδρια παίρνουν συστατικά όπως το πυροσταφυλικό οξύ από τη γλυκόζη και τα λιπαρά οξέα από τα λίπη και τα μετατρέπουν σε ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), την οποία τα κύτταρά μας αξιοποιούν για ενέργεια. Η αποτελεσματικότητα των μιτοχονδρίων στην εκτέλεση αυτής της διαδικασίας επηρεάζεται από παράγοντες όπως το μέγεθος και ο αριθμός τους στα κύτταρα. Όσο μεγαλύτερα και περισσότερα είναι τα μιτοχόνδρια, τόσο αυξάνονται οι δυνατότητες παραγωγής ενέργειας του οργανισμού μας.
Μιτοχονδριακή βιογένεση
Ο όρος “μιτοχονδριακή βιογένεση” αναφέρεται στην ανάπτυξη νέων και πρόσθετων μιτοχονδρίων στα κύτταρα, με σκοπό την ενίσχυση της παραγωγής ενέργειας/ATP κατά την αντιμετώπιση του στρες και την προσαρμογή στην άσκηση. Η μιτοχονδριακή βιογένεση μειώνεται με την πάροδο του χρόνου και κατά την εμφάνιση ασθενειών, λόγω αυξημένης εντροπίας. Αυτή η διαδικασία υποστηρίζεται από την αυτοφαγία και την ανακύκλωση κατεστραμμένων μιτοχονδρίων, καθώς και από την άσκηση και την κρυοθεραπεία. Επιπλέον, ορισμένα φυτοθρεπτικά συστατικά και φυσικές ενώσεις έχουν αποδειχθεί ότι υποστηρίζουν τη μιτοχονδριακή βιογένεση, όπως το συνένζυμο Q10, το δεντρολίβανο, οι πολυφαινόλες και αντιοξειδωτικά όπως το εκχύλισμα σπόρων σταφυλιού Beyond Grape Seed1,2.
Κατά την άσκηση
Οι μύες μας αποτελούνται από διάφορους τύπους μυϊκών ινών που συμβάλλουν στην απόδοσή μας κατά την άσκηση. Αναφέρονται συγκεκριμένα οι εξής:
Μυϊκές ίνες αργής συστολής:
Αυτές οι ίνες είναι πλούσιες σε μιτοχόνδρια και χρησιμοποιούνται για άσκηση χαμηλής δύναμης και χαμηλής έντασης. Είναι ανθεκτικές στην κόπωση και χρησιμοποιούν κυρίως λιπαρά οξέα ως καύσιμο. Αυτές οι ίνες εμπλέκονται σε ασκήσεις αντοχής.
Μυϊκές ίνες ταχείας συστολής:
Αυτές οι ίνες χρησιμοποιούνται σε ασκήσεις υψηλής δύναμης και υψηλής έντασης, αλλά κουράζονται γρήγορα. Καίνε κυρίως γλυκόζη ως καύσιμο. Αυτές οι ίνες εμπλέκονται σε ασκήσεις όπως το sprint και η άρση βαρών.
Οι μύες μας, και ειδικότερα τα μιτοχόνδρια που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα του μυϊκού ιστού, έχουν διάφορες επιλογές για την παραγωγή ενέργειας:
Αερόβια γλυκόλυση:
Η αερόβια γλυκόλυση είναι η διαδικασία καύσης γλυκόζης ως καύσιμο με παρουσία οξυγόνου. Αυτό το σύστημα μεταβολισμού χρησιμοποιείται κατά την άσκηση χαμηλής έως μέτριας έντασης και μπορεί να υποστηρίξει δραστηριότητα διάρκειας 1-2 ωρών. Κατά τη διάρκεια της αερόβιας γλυκόλυσης, η γλυκόζη μετατρέπεται σε πυρουβικό οξύ, το οποίο περνάει στον κύκλο του Krebs (ή την κυκλική αναπνοή) μέσα στα μιτοχόνδρια για να παράγει ενέργεια σε μορφή ATP.
Αερόβια λιπόλυση:
Η αερόβια λιπόλυση είναι η διαδικασία καύσης λιπαρών οξέων ως καύσιμο με παρουσία οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία κυριαρχεί κατά την άσκηση χαμηλής έως μέτριας έντασης και είναι εξαιρετικά σημαντική για δραστηριότητες διάρκειας που υπερβαίνουν τα 50 λεπτά. Κατά την αερόβια λιπόλυση, τα λιπαρά οξέα χρησιμοποιούνται ως καύσιμο για την παραγωγή ενέργειας στα μιτοχόνδρια.
Βοηθά την αντοχή μας εξοικονομώντας αποθέματα γλυκογόνου (γλυκόζης). Καθώς η διάρκεια της άσκησης αυξάνεται, η ένταση μειώνεται. περισσότερο οξυγόνο είναι διαθέσιμο στα κύτταρα) και το λίπος γίνεται η πιο σημαντική πηγή καυσίμου μακροπρόθεσμα. Σίγουρα είναι κάτι που πρέπει να ληφθεί υπόψη από τους δρομείς αντοχής.
Αναερόβιος μεταβολισμός:
Ο αναερόβιος μεταβολισμός είναι η διαδικασία παραγωγής ενέργειας (ATP) από τα κύτταρα χωρίς την παρουσία οξυγόνου. Αυτός ο μεταβολισμός συμβαίνει κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης όπου οι πνεύμονες δεν μπορούν να παρέχουν αρκετό οξυγόνο στα κύτταρα για τον αερόβιο μεταβολισμό. Τα μιτοχόνδρια μόνα τους δεν μπορούν να παράσχουν αρκετή ενέργεια σε αυτό το σημείο, επομένως η παραγωγή ενέργειας γίνεται μέσα στο κυτταρόπλασμα. Κατά τον αναερόβιο μεταβολισμό, η γλυκόζη μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό οξύ και γαλακτικό οξύ ως πηγές ενέργειας, καθώς τα λιπαρά οξέα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτήν τη διαδικασία. Το πυροσταφυλικό οξύ μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει στα μιτοχόνδρια για να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Αυτός ο μεταβολισμός προκαλεί την παραγωγή γαλακτικού οξέος, το οποίο συμβάλλει στον μυϊκό πόνο και τη δυσφορία.
Αυτά τα συστήματα και οι οδοί παραγωγής ενέργειας λειτουργούν ταυτόχρονα, με τον αερόβιο μεταβολισμό να κυριαρχεί για μεγαλύτερες περιόδους άσκησης και τον αναερόβιο μεταβολισμό να είναι σημαντικός για σύντομες και έντονες εκρήξεις ενέργειας.
Είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη αυτά τα συστήματα και τους μεταβολισμούς κατά τον προγραμματισμό της διατροφής σας ως αθλητής αντοχής. Η κατανόηση του πώς λειτουργεί ο κάθε μεταβολισμός και πώς επηρεάζεται από την ένταση και τη διάρκεια της άσκησης μπορεί να βοηθήσει στη βελτιστοποίηση της επίδοσής σας και την ανάπτυξη μιας ισορροπημένης διατροφής.
Ζώνες άσκησης
Ο διαχωρισμός σε ζώνες μας επιτρέπει να συσχετίσουμε την ένταση της άσκησης με τις διαφορετικές οδούς παραγωγής ενέργειας στα κύτταρά μας.
Ζώνη 1:
Η ζώνη 1 αναφέρεται σε βασικές κινήσεις όπως το περπάτημα και τις σκάλες. Κατά την άσκηση σε αυτήν τη ζώνη, οι μύες μας χρησιμοποιούν κυρίως την αερόβια αναπνοή για την παραγωγή ενέργειας.
Ζώνη 2:
Στη ζώνη 2, η ένταση της άσκησης αυξάνεται και φτάνει περίπου το 60-70% του μέγιστου καρδιακού ρυθμού και της προσπάθειας. Σε αυτήν τη ζώνη, οι μυϊκές ίνες αργής σύσπασης εμπλέκονται περισσότερο και υπάρχει αυξημένη οξείδωση του λίπους και παραγωγή ATP από τα μιτοχόνδρια υπό αερόβιες συνθήκες. Η ζώνη 2 βοηθάει στη βελτίωση της πυκνότητας και της λειτουργίας των μιτοχονδρίων.
Ζώνη 3:
Στη ζώνη 3, παρατηρείται αύξηση στη χρήση γλυκόζης για καύσιμο και μείωση στη χρήση του λίπους. Τα επίπεδα γαλακτικού οξέος αυξάνονται και η συνολική παραγωγή ATP αυξάνεται. Σε αυτήν τη ζώνη, το σώμα περνά από την οξείδωση του λίπους στη χρήση κυρίως γλυκόζης ως καυσίμου.
Ζώνη 4:
Στη ζώνη 4, δεν παρατηρείται οξείδωση του λίπους για ενέργεια. Υπάρχει αυξημένη παραγωγή γαλακτικού οξέος λόγω της υψηλής χρήσης γλυκόζης ως καυσίμου. Το κυτταρόπλασμα καίει επίσης γλυκόζη για τις αυξημένες ανάγκες ATP.
Η ομαλή μετάβαση μεταξύ των ζωνών αντικατοπτρίζει την ικανότητα των κυττάρων μας να προσαρμόζονται στις διάφορες οδούς παραγωγής ενέργειας που καλύπτουμε.
Οι κορυφαίοι αθλητές
Οι επίλεκτοι αθλητές ξεχωρίζουν από εμάς, τους απλούς θνητούς, τουλάχιστον όσον αφορά την παραγωγή κυτταρικής ενέργειας, με τους ακόλουθους τρόπους:
– Καίνε το καύσιμο (γλυκόζη και λίπος) πιο αποτελεσματικά χάρη στην “μιτοχονδριακή ικανότητα”. Χρειάζονται λιγότερη γλυκόζη για την παραγωγή ενέργειας και παρουσιάζουν πιο αποτελεσματική οξείδωση του λίπους.
– Έχουν καλύτερη εξάλειψη και επαναχρησιμοποίηση του γαλακτικού οξέος ως καυσίμου, ώστε να μην εισέρχεται στη γενική κυκλοφορία.
-Είναι σε θέση να χρησιμοποιούν μυϊκές ίνες βραδείας συστολής για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και με μεγαλύτερη ένταση πριν χρειαστεί να ενεργοποιήσουν μυϊκές ίνες ταχείας συστολής. Έχουν επίσης αυξημένο μέγεθος και αριθμό μιτοχονδρίων στα κύτταρά τους.
Τι συμβαίνει στους διαβητικούς
Αντίθετα, οι διαβητικοί δεν παράγουν σωστά κυτταρική ενέργεια και συχνά χρειάζονται να καίνε γλυκόζη για ενέργεια, ακόμη και σε κατάσταση ανάπαυσης, λόγω της κακής λειτουργίας και πυκνότητας των μιτοχονδρίων.
Καθώς η άσκηση αυξάνει την μη ινσουλινοεξαρτώμενη πρόσληψη γλυκόζης στους μύες μέσω των συσπάσεων, απαιτείται λιγότερη ινσουλίνη από το πάγκρεας. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο η άσκηση μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση του διαβήτη.
Συνολικά, οι κορυφαίοι αθλητές έχουν προηγμένους μηχανισμούς για την παραγωγή ενέργειας και την απόδοση, ενώ οι διαβητικοί αντιμετωπίζουν προκλήσεις σε αυτόν τον τομέα λόγω της ασθένειάς τους.
Καταλήγοντας
Καταλήγοντας, εάν έχετε μια καλύτερη κατανόηση της σημασίας της μιτοχονδριακής φυσικής κατάστασης για την ενέργεια και την άσκηση, μπορεί να επιθυμείτε να εξετάσετε την τροποποίηση της διατροφής και την επιλογή συμπληρωμάτων. Εκτός από τα αντιοξειδωτικά και το εκχύλισμα σταφυλιού που αναφέρθηκαν παραπάνω, τα ωμέγα 3 λιπαρά οξέα επίσης παίζουν σημαντικό ρόλο3 στην αποτελεσματική λειτουργία των μιτοχονδρίων.
Ένα προϊόν που μπορεί να σας ενδιαφέρει είναι το Udo’s Oil 3.6.9 της εταιρίας Flora. Αυτό το μείγμα υγρών ελαίων έχει σχεδιαστεί για ενεργειακή απόδοση και αντοχή και περιέχει ωμέγα 3 λιπαρά οξέα και τριγλυκερίδια μέσης αλυσίδας. Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σχέση των ωμέγα λιπαρών με τον αθλητισμό και τους ανθρώπους της τρίτης ηλικίας στην ιστοσελίδα μας.
Σημειώστε ότι πάντα είναι σημαντικό να συμβουλεύεστε έναν ειδικό υγείας ή διαιτολόγο πριν κάνετε οποιεσδήποτε αλλαγές στη διατροφή σας ή προσθέσετε συμπληρώματα στη ρουτίνα σας.
- Nishida, Yasuhiro, Allah Nawaz, K. T. Hecht, and Kazuyuki Tobe. “Astaxanthin as a Novel Mitochondrial Regulator: A New Aspect of Carotenoids, beyond Antioxidants.” Nutrients 14, no. 1 (December 27, 2021): 107.
- Cerbaro, Aline Fagundes, Victoria Rodrigues, Marina Rigotti, Cátia Dos Santos Branco, Giovana Rech, Diogo Losch De Oliveira, and Mirian Salvador. “Grape Seed Proanthocyanidins Improves Mitochondrial Function and Reduces Oxidative Stress through an Increase in Sirtuin 3 Expression in EA.Hy926 Cells in High Glucose Condition.” Molecular Biology Reports 47, no. 5 (April 7, 2020): 3319–30.
- Herbst, Eric A.F., S. Paglialunga, Christopher Gerling, Jamie Whitfield, Koji Mukai, Adrian Chabowski, George J. F. Heigenhauser, Lawrence L. Spriet, and Graham P. Holloway. “Omega-3 Supplementation Alters Mitochondrial Membrane Composition and Respiration Kinetics in Human Skeletal Muscle.” The Journal of Physiology 592, no. 6 (March 15, 2014): 1341–52.
- Gibellini, Lara, Elena Bianchini, Sara De Biasi, Milena Nasi, Andrea Cossarizza, and Marcello Pinti. “Natural Compounds Modulating Mitochondrial Functions.” Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2015 (June 18, 2015): 1–13.
