6 min. čtení
Aby tělo mohlo energii využít, musí ji nejprve z živin zpětně získat a poté přeměnit na mechanickou energii – svalovou práci. Získanou energii tělo spotřebovává na základní životní funkce (například srdeční tep, dýchání, trávení či mozkovou činnost), udržení tělesné teploty a pohybovou aktivitu. Pokud však je energie v těle přebytek, začne si ji ukládat ve formě tuků.
Složité procesy přeměny energie v těle z jedné formy (např. cukru) na jinou (např. teplo nebo mechanická energie v podobě tělesné aktivity) jsou označovány jako energetický metabolismus.
Hlavními zdroji energie z potravy jsou:
Množství energie přijaté potravou i spotřebované tělem se udává v kilokaloriích (kcal) nebo kilojoulech (kJ). Mezi těmito jednotkami platí následující převodní vztah:
1 kcal = 4,184 kJ
Živiny jako palivo pro tělesnou aktivitu
Lidské tělo získává energii ze sacharidů, tuků a bílkovin. Během trávení se tyto živiny rozkládají na odpovídající „základní stavební kameny“, tedy jednodušší látky:
- sacharidy se štěpí na jednotlivé monosacharidy (především glukózu, galaktózu a fruktózu),
- proteiny (bílkoviny) se štěpí na jednotlivé aminokyseliny,
- lipidy (tuky) se štěpí na mastné kyseliny a glycerol.
Ve formě těchto jednodušších látek se živiny vstřebávají z tenkého střeva do krevního oběhu. Galaktóza a fruktóza jsou dále metabolizovány v játrech, kde se přeměňují na glukózu. Glukóza, která není okamžitě spotřebována, se buď ukládá ve svalových buňkách (a částečně i v játrech) ve formě glykogenu, nebo se v případě nadbytku mění na tělesný tuk. Na ten mohou být přeměněny i přebytečné bílkoviny. Tuky z potravy se buď spotřebují, nebo se ukládají do tukových zásob pod kůží.
Kam si tělo ukládá zásoby energie?
Tělo si ukládá energii různými způsoby. Tyto zásoby využívá buď jako krátkodobou rezervu (aby nebylo nutné nepřetržitě jíst), nebo jako dlouhodobou zásobu energie (pro případ déletrvajícího nedostatku potravy).
Tukové zásoby: Největší energetickou rezervou organismu je zásobní tuk. Lidé s normální váhou mají ve formě tuku uložených přibližně 80–100 tisíc kcal.
Zásoby sacharidů: Nespotřebovaná glukóza se může ukládat ve formě glykogenu, a to především ve svalových buňkách (celkem asi 400 g glykogenu). Druhou – i když mnohem menší – zásobárnou sacharidů je glykogen uložený v játrech (asi 80 g glykogenu); z něj se pak v případě potřeby může uvolňovat glukóza do krve. V játrech a svalech může být ve formě glykogenu uloženo celkem asi 1 500 až 2 000 kcal.
Zásoby proteinů (bílkovin) si tělo netvoří. Při nedostatečném příjmu bílkovin proto musí tělo sáhnout po proteinech ve svalech, které představují jedinou dostupnou „zásobárnu bílkovin“. K produkci energie se však proteiny využívají jen ve velmi malém množství (asi 10 % celkového energetického výdeje). Hlavním úkolem bílkovin je totiž vytvářet vlastní tělesné struktury – například svalové buňky, kosti, rohovku apod.
Jak se využívá energie ve svalech?
Lidské tělo je vybaveno důmyslným systémem pro dodávku energie, aby bylo schopno podávat potřebný výkon v různých situacích. Nezbytným předpokladem pro jakoukoli tělesnou aktivitu je především speciální „nosič energie“, tzv. adenosintrifosfát neboli ATP (obr. 1). ATP je univerzálně fungujícím „nosičem energie“ v každé tělesné buňce.
Obrázek 1: Chemická struktura adenosintrifosfátu. V levé části obrázku jsou barevně odlišeny atomy různých chemických prvků: uhlíku (černá), dusíku (modrá), kyslíku (červená), fosforu (oranžová) a vodíku (bílá). V pravé části obrázku konec každé úsečky (není-li na ní zakreslen atom jiného chemického prvku, např. dusíku, fosforu nebo kyslíku) znázorňuje jeden atom uhlíku. (Zdroj: Ben Mills - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3451879 [levá část obrázku] a Smokefoot - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=117155213 [pravá část obrázku])
V samotných buňkách je k dispozici pouze malé množství ATP, které se spotřebuje již po několika sekundách. Proto musí být ATP neustále obnovován (resyntetizován): to se děje prostřednictvím živin dodávajících energii, tedy sacharidů a tuků. Jinými slovy, tvorba energie v těle (tedy produkce ATP) obecně probíhá především spalováním mastných kyselin a glukózy.
Aerobní metabolismus – normální situace
V klidu a při středně intenzivní tělesné zátěži jsou energetické potřeby organismu uspokojovány především spalováním mastných kyselin a sacharidů za přítomnosti kyslíku, což je označováno jako aerobní metabolismus.
Mezi činnosti s převážně aerobním metabolismem se řadí většina každodenních aktivit, jako je sezení, chůze, stání, lehké domácí práce nebo kancelářská práce. Převážně v aerobním metabolismu se odehrávají i déletrvající sportovní aktivity.
Anaerobní metabolismus – výjimečná situace
Při vysoké intenzitě zátěže si tělo kromě aerobního metabolismu musí vypomáhat i anaerobním metabolismem, tedy výrobou energie bez přítomnosti kyslíku. To nastává v případech, kdy je potřeba více energie, než kolik může poskytnout aerobní spalování živin.
Anaerobní zásobování energií však může překlenout takové situace jen po velmi krátkou dobu (asi tři minuty), protože svaly se pak velmi rychle unaví. Typickými situacemi, při nichž probíhá anaerobní metabolismus, jsou například zvedání nebo házení těžkých předmětů, sprint na krátkou vzdálenost atd.
Bližší informace najdete v článku Energetický výdej v klidu a při tělesné aktivitě.
