Kroppens tre energisystem

Jag sprang långa intervaller häromdagen, 5 x 1500 meter. Syftet är att få upp farten inför jobbklassikern, men jag vill också förbättra min uthållighet inför Swiss alpine. Swiss alpine är årets viktigaste lopp.

Gå eller jogga mellan intervaller?
Jag joggade lite lätt mellan intervallerna så att cellerna inte fick tid att ladda upp ny energi. Det tränar upp uthålligheten. Om syftet med intervallerna enbart vore att öka hastigheten, då hade jag kunnat stå stilla och låta cellen ladda upp fräscht ATP och nytt kreatinfosfat.

Intervallerna tvingar nervsystemet att anpassa sig; jag försöker upprätthålla en bra löpteknik trots att jag blir trött. Löpsteget finslipas. Det produceras nya mitokondrier när jag stressar cellerna. Det skapas fler transportmolekyler som skyfflar laktat från muskler med överskott till muskler med underskott. Cellerna bildar fler enzymer som hanterar flödet av laktat, pyruvat och vätejoner. Nya blodkärl tränger genom vävnaden för att effektivare ta hand om det syre jag tuggar i mig. Det händer massor i mina celler när de anpassar sig till de utmaningar som ett intervallpass utsätter dem för och det finns inget jobbigare än att anpassa sig.

På slutet förlängs löpsteget och kroppen följer inte riktigt med. Jag kämpar för att bibehålla tekniken ända in i slutet. Ett överskott av signalsubstansen serotonin byggs upp i hjärnan när jag rusar sista biten, vilket aktiverar receptorer på några hjärnceller så att de inte längre kan generera impulser till musklerna och jag ramlar ihop när jag kommer fram. Sen ligger jag raklång och stirrar upp mot den klarblå himlen, som sakta fyllts med roterande stjärnor. En hundägare står en bit bort och ser ut att fundera på om hon ska ingripa eller om hon kanske ska springa därifrån. Jag piggnar till. Stjärnorna faller ner som snöflingor. Jag reser mig upp. Borstar bort snön och joggar hem. Krafterna strömmar tillbaka. Cellerna fylls med energi igen. Jag nickar till hundägaren när jag lunkar förbi henne. Hon ser lättad ut. Hon kanske tänker att hon nog trots allt vågar gå här i fortsättningen också.

Energi
Det kändes som om energin tog slut, men energi kan inte ta slut. När den tar slut stelnar musklerna och man dör. Det var hjärnan som skapade en känsla av att energin var slut.

För minst 13,7 miljarder år sedan skapades all energi. Den bands fast i materia, i atomer och molekyler. Människan har tre olika system för att omvandla denna energi till arbete och värme. Två av dessa är syreoberoende system och kallas ATP-kreatinfosfat och glykolys, medan ett är syreberoende och kallas andningskedjan. Dessa system bryter ner molekylbyggen av fett, kolhydrater och protein och bildar ATP, kroppens gemensamma energivaluta. Maten vi äter måste alltså göras om till ATP innan cellerna kan använda sig av energin. Det är ATP som får benen att springa och tankar att flöda genom hjärnan.

Vilket av systemen man använder beror på vad man gör. Om jag lyfter bänkpress har jag inte tid att vänta på att hjärtat ska pumpa ut blod i musklerna; jag behöver energi snabbt och då använder jag ATP-kreatinfosfat. Om jag springer långt och länge litar jag till andningskedjan. I själva verket använder man dock både syreberoende och syreoberoende system hela tiden.

Energi på kort sikt: ATP - kreatinfosfat 
ATP - kreatinfosfat är det enklaste och snabbaste systemet och det är oberoende av syretillgången. Detta system utgörs av ATP som finns redo att användas i musklerna. När ATP bryts ner till ADP genom att avge en fosfatmolekyl, frigörs energi. Detta färdiga lager räcker i någon sekund. Med hjälp av enzymer fogas sedan nytt ATP samman av ADP och kreatinfosfat. Denna energi räcker så länge det finns ett lager av kreatinfosfat. Det är därför många som tränar styrka och behöver maximera sin explosiva förmåga äter kreatin. Det kreatin man äter slår sig ihop med fosfaterna i cellerna och bildar extra mycket kreatinfosfat. Efter en kraftansträngning som räcker 7-10 sekunder är lagren dock slut. Efter den tiden saktar t o m Usain Bolt ned. Sedan krävs det mer komplicerade system för att bilda ATP. 

Diagram över energikällor, källa.

Energi på medellång sikt: Glykolys
Glykolys är det dominerade systemet för träning som varar från 10 sekunder till ungefär 2 minuter. Under glykolys bryts kolhydrater i form av glukos eller glykogen ner genom en serie kemiska reaktioner och bildar pyruvat. För varje molekyl av glukos, bildas netto två molekyler ATP. Det är ganska dålig utdelning, men det går fort. Pyruvat kan sedan antingen bilda laktat (mjölksyra) eller acetyl-koenzym A (acetyl-CoA). Acetyl-CoA används av mitokondrierna direkt i citronsyracykeln, medan laktat kan återskapas till nytt pyrovat eller fraktas till andra energibehövande ställen i kroppen, genom laktattransportörer. Laktat har omvärderats på sistone och anses numer av de flesta forskare vara löparens vän snarare än fiende. Laktat är ett utmärkt bränsle, inte en giftig restprodukt.

Energi på lång sikt: Andningskedjan
Eftersom människor utvecklats för att springa långa sträckor, är också det aeroba systemet, som är syreberoende, det mest komplexa av de tre energisystemen. Det är ett långsamt, men effektivt, system. Det pressar ut varje droppe ATP genom att vrida om molekylerna i två steg: citronsyracykeln (krebscykeln) och elektrontransportkedjan. Båda dessa system finns i mitokondrierna.

Kolhydrater metaboliseras först i glykolysen, vilket ger pyruvat som används för att bilda acetyl-CoA. Acetyl CoA utgör råvara till citronsyracykeln, som i sin tur kastar ut en ATP (dvs 2 per molekyl glukos) för varje varv den snurrar runt. Dessutom skapas vätebärare (elektronbärare) som skickar elektroner vidare i en kedja av proteiner som frigör energi i nästa system, elektrontransportkedjan. Denna energi används för att pumpa ut vätejoner från mitokondriernas inre till dess yttre membran. När vätejonerna sedan faller tillbaka in genom membranet hamras 34 nya molekyler ATP mekaniskt ihop genom ATP Syntas. Fullständig förbränning genom glykolys, citronsyracykeln och elektrontransportkedjan producerar 36 molekyler ATP för varje svald molekyl glukos. Andningskedjan alstrar alltså 18 gånger mer ATP än glykolys från varje glukosmolekyl.

Citronsyracykeln. Syren ska förstås vara syre och en proton är samma sak som en vätejon. Källa Wikipedia.

Fett är det viktigaste bränslet för andningskedjan, åtminstone om man springer riktigt långt. De kolhydrater man har brinner snabbt och enkelt, men räcker å andra sidan endast i ca två timmar om man kolhydratladdat ordentligt. Fettet räcker dock i dagar. De fettsyror som används är länkade som långa kedjor av kolatomer och skickas till mitokondrierna, där kolatomerna används för att producera acetyl-CoA. Därefter används acetyl-CoA på samma sätt som vid förbränning av kolhydrater.

Långa intervaller
Det blir mest långa intervaller på kort sikt, sedan mer backintervaller. Långa intervaller tränar i första hand andningskedjan, medan korta intervaller i högre grad tränar de snabba energisystemen. Men man bör nog träna alla system, såvida man inte är sprinter. Genom att springa fort, blir man bra på att springa fort och det gör jag om jag kör kortare intervaller ibland, som 10-20-30.

Men mitt mål är framför allt att bli uthålligare. Jag vill ju klara ultralopp, som Swiss alpine och UTMB. Därför blir det en del bergslöpning. Jag måste springa med god fart både upp och ner för berget. Det var något jag missade ifjol inför Swiss alpine. Start och målgång sker i Davos och därmed springer jag faktiskt lika mycket ner som upp och det sliter isär muskelfibrerna att springa neråt. Det är en av de största skillnaderna mellan löpning och skidor.