Människor, grodor och laxar

Vi äter proteiner, kolhydrater och fett, men när vi springer är det ATP (adenosintrifosfat) som får musklerna (och hjärnan) att arbeta. All energi omvandlas till ATP, men kroppen utnyttjar fyra olika energisystem. Det gör grodor och laxar också, fast på ett lite annat sätt.

ATP och kreatin
Först använder musklerna befintligt ATP, men det räcker bara i några sekunder, sedan måste nytt ATP in i musklerna. Det sköter de tre övriga systemen om. På kort sikt används kreatinfosfat. Det är ett slags backup-system. När energin i ATP förbrukas spjälkas en fosfatgrupp av och ATP blir ADP (adenosindifosfat), och för att snabbt bygga upp nytt ATP kan kroppen utnyttja lättillgängligt kreatinfosfat. Kreatinfosfat överför sin fosfatgrupp till ADP så att det blir ATP igen. Detta går snabbt i jämförelse med att regenerera ATP från kolhydrater och fett. Så tack vare detta backup-system kan man hålla uppe ATP-nivåerna under en lite längre tid. Vid explosivt arbete räcker lagren av kreatin i ca 20 sekunder.

För en långdistanslöpare är de två första systemen inte särskilt intressanta. Springer man 100 meter eller lyfter en tung vikt då är befintligt ATP den viktigaste energikällan. En bra 100-meterslöpare använder lagrat ATP ungefär halva sträckan och når en toppfart med hjälp av detta högoktaniga bränsle, sedan tappar han lite när nästa system - kreatinfosfat - aktiveras och börjar återanvända förbrukad ATP genom att foga samman kreatin och ADP.

Kolhydrater och fett
När det inte längre finns något kreatin måste musklerna utnyttja lagren av kolhydrater. Varje gram kolhydrat lagrar ungefär 4 kilokalorier energi. Dessa finns lagrade som glykogen i muskler och lever. Glykogen är långa kedjor av glukos. Glukos är en molekyl med energirika bindningar i sina kolatomer och det kallas också för socker. Genom att kolhydratladda kan man fylla dessa depåer till bristningsgränsen. Lagren av glykogen skyfflas in i mitokondriernas virvlande ugnar. Denna kolreserv räcker i ca 2 timmar och kolet brinner tillsammans med syre. Det är ganska lättillgänglig energi och så länge det skyfflas kol orkar vi hålla ett högt tempo.


När kolet i form av kolhydrater börjar ta slut känns det som att det går trögare, som att kroppen går på en lägre växel. Det beror på att det krävs mer arbete och mer syre för att slita loss kolet från fettsyror. Energin är inte lika lättillgänglig längre. Den är nedpackad och långtidslagrad som fettsyror. Fördelen med fett är att fettlagren räcker länge. De flesta löpare har åtminstone 10 kg fett och eftersom varje gram fett innehåller 9 kilokalorier motsvarar det 90 000 kilokalorier. Det räcker långt, minst 1500 km beroende på hur energikrävande man springer.


Det finns även kol gömt i proteiner. Proteiner är dock i första hand byggnadsmaterial, inte bränsle. Genom att slå sönder proteiner till aminosyror och avlägsna kvävet - så att vi luktar ammoniak - kan de kolbaserade resterna återanvändas som bränsle. Men det sker först när det är brist på mer lättillgängligt kol.

Hur springer grodor?
Grodor är ganska lika oss, läste jag i en bok av ultralöparen och biologen Bernd Heinrich. De är både uthålliga och snabba, men deras specialisering har en mycket längre evolutionär historia än vår. Det var ganska nyligen som vi utvecklades från trädlevande apor till uthålliga jägare med en vass spurt och därför har vi säkert något att lära oss av dem. Det kan verka som vi är mycket olika men under ytan är vi likadana och vi delar ett gemensamt ursprung i havet. Grodor är amfibier och andas genom att "hicka" i sig luft. Vårt hickande är alltså en äldre form av andning, en mer reflexmässig andning där struphuvudet stängs med ett klick så att vatten inte ska komma ner i lungan. Vi började överlagra detta sätt att andas för 370 miljoner år sedan, men om vi råkar svälja mycket luft, vatten eller öl så ramlar vi tillbaka i evolutionen och andas som amfibier igen under en kort stund. En kallsup skiljer oss från grodorna.

Grodlår är gjorda för frigöra energi explosivt. Det är en anaerob kraftutveckling, d v s den sker utan tillgång till syre, och grodorna blir snabbt uttröttade. De gör inte många hopp och varje hopp blir kortare och kortare. Skrämmer man en groda hoppar den iväg och sedan måste den återhämta sig under lång tid. Men grodor är också uthållighetsidrottare. Inte när det gäller hoppande, utan i kväkande. Hangrodor tävlar nämligen i högljuddhet och att kväka är en aerob (syrekrävande) aktivitet som kräver uthållighet. Vinnarna får para sig med en hona, medan förlorarna ger sig ut på en desperat jakt efter vad som helst.

När grodorna utstöter sina parningsrop anstränger de sig till 60 % av sitt VO2Max, vilket motsvarar en ultralöpares nivå. De kväker hela natten tills de är helt utpumpade morgonen därpå, men de orkar ändå fortplanta sig efter något som motsvarar ett maratonlopp. De kväker i ungefär samma tempo under hela spelet, förutom om de ser en hona, då ökar frekvens och volym med 100 procent.

Honorna drar sig till de mest högljudda karlarna, men eftersom det är mörkt vet inte hanarna hur de ligger till hos honorna. De kör så hårt de kan så länge de kan. Det finns ingen mållinje, det gäller bara att kväka så mycket och så länge som möjligt och hoppas att någon hona blir attraherad. De som lyckas producerar mest grodyngel.

En vinnare med sin kranskulla

  

Mer huller om buller

Hangrodorna har till skillnad från honorna överkroppar fyllda med muskler för att pressa ut ljud med. Grodornas muskler är fyllda av citrate synthase, ett viktigt enzym i citronsyracykeln som används som markör för mitokondrietäthet. Deras muskler är alltså fyllda av mitokondrier som kan jobba aerobt, d v s i närvaro av syre. De är också proppfulla med enzymer för fettsyremetabolism, vilket också är viktigt för uthållighet.

Grodans fysiologi har präglats av dess beteende och livsföringen har bl a utvecklats för att behärska uthållighet och därmed torde de vara mästare i att hushålla med krafterna och välja rätt tempo. Enligt Heinrich går grodorna ut löst, sedan ökar de kväkandet i två timmar. Därefter saktar de gradvis ner, förmodligen för att lagren av glykogen börjar ta slut. Forskare som undersökte nivåerna av sura vätejoner fann att de var högre i början av kväkandet än i slutet, vilket tyder på att grodorna behöver en lång uppvärmning där glykogen är den huvudsakliga energiresursen och sedan går de gradvis över till fettförbränning.

Grodorna vilar också emellanåt. Inte ens en parningssugen groda orkar kväka precis hela natten. De vilar korta stunder, snarare än långa. Även i ultralopp kan man behöva gå ibland och då är det bättre att gå korta snarare än långa sträckor för återhämtning.

Grodorna kvackar på två olika sätt: långa rop på 500 ms eller korta på 350 ms. De som använder korta ljud orkar i 3,75 timmar, medan de som använder de längre ljuden endast orkar i 2,25 timmar. Långa ljud kostar alltså mer, det kräver mer energi. Om man översätter detta till ultralöpning betyder det att korta steg är bättre än långa steg.

Hur springer laxar?
Till skillnad från både grodor och mänskliga löpare gör laxar först av med fettet. De sparar kolhydraterna till forsar, kamp och fortplantning i slutet av färden. Vi människor fungerar tvärtom. Vi behöver snabbt bränsle i början, för att springa ifrån något eller ikapp något. Men sen kan vi klara oss på fett och tack vare det kan vi springa ikapp och ifrån alla andra däggdjur på riktigt långa distanser.

Laxar har en lång transportsträcka genom havet och de lugna nedre flodloppen fram till vattenfallen och kampen om fortplantningen. De har utvecklats för att gå ut lugnt och ge allt, inklusive sitt liv, i spurten när de kämpar mot strömmen för att nå källorna.

Laxarna kastar sig förbi grizzlykäftar och sedan slåss de om honorna, parar sig och dör. Ett ganska spännande liv kan man tycka. Bättre än att vara en sill i ett stim som ängsligt far hit och dit. Men Gud kunde väl inte göra alla till lax.