ATP cho hoạt động cơ bắp

Các hoạt động hàng ngày của cơ thể chúng ta như đi, chạy, nhảy, cầm nắm đồ vật đều cần sự vận động linh hoạt của cơ bắp và bộ não. Để thực hiện được điều này, cơ thể phải tạo năng lượng ATP để cơ bắp sử dụng kịp thời. Vậy những cơ chế sử dụng để tạo ra năng lượng cho hoạt động cơ bắp là gì?

1. Cơ bắp hoạt động cần năng lượng như thế nào? 

Cơ thể con người hoạt động chạy, nhảy, cầm nắm, đứng lên, ngồi xuống được là do có sự chi phối vận động từ hệ thần kinh và sự phối hợp của cơ, xương khớp. Trong đó, cơ bắp đóng vai trò quan trọng trong các vận động cầm, nắm, nâng lên và đặt xuống. Cơ bắp là một trong những cơ quan tham gia vào hệ vận động và tiêu hao nhiều năng lượng nhất của cơ thể. Do đó, cơ chế tạo năng lượng ATP phục vụ cho cơ bắp gần như là chủ yếu.

Nếu không có sự tổng hợp và tạo năng lượng ATP, cơ bắp sẽ không có năng lượng và bạn sẽ rất khó để thực hiện các động tác hay bài tập thể dục, đồng thời bạn sẽ nhanh chóng cảm thấy có cảm giác nóng rát và căng ở các phần cơ bắp. Nói một cách khác, cơ bắp cần cơ thể có đủ nguồn năng lượng dự trữ từ glycogen, các axit amin để liên tục sử dụng cho việc tạo năng lượng và lặp đi lặp lại quá trình này.

2. Vai trò của ATP năng lượng cho hoạt động cơ bắp

Như đã biết, tất cả năng lượng mà cơ thể chúng ta cần đều được sản xuất từ việc phân hủy thức ăn và đồ uống. Ba loại chất dinh dưỡng chính gồm protein, carbohydrate và chất béo được chuyển hóa để tạo ra adenosine triphosphate (ATP), nguồn năng lượng thiết yếu cho mọi quá trình trong cơ thể, bao gồm cả sự co cơ.

Tuy nhiên, nguồn ATP có sẵn trong cơ thể rất hạn chế. Do đó, cơ thể phải liên tục sản xuất ATP để duy trì hoạt động, nếu không, sự co cơ sẽ ngừng lại. Quá trình tái tổng hợp ATP này được thực hiện thông qua ba hệ thống năng lượng khác nhau.

Có thể nói rằng, nếu không có năng lượng ATP bạn sẽ rất khó để thực hiện các chức năng vận động và co cơ của cơ bắp. Lúc này các cơ bắp sẽ nhanh chóng bị mỏi và không thể tiếp tục các hoạt động một cách bình thường.

3. Các con đường cơ thể sử dụng để tạo năng lượng ATP cho cơ bắp

Hiện nay 3 con đường tạo năng lượng ATP đó là con đường phosphagen, con đường phân giải đường và con đường oxy hóa. Mỗi con đường sẽ có cơ chế và cách thực hiện khác nhau để tạo năng lượng.

3.1 Con đường phosphagen

Con đường tạo năng lượng ATP phosphagen phù hợp cho những trường hợp cần cung cấp năng lượng trong 10-20s của chuyển động. Ví dụ, trong 10 đến 20s đầu tiên của hoạt động thể chất cường độ cao, năng lượng được cung cấp bởi hệ thống “ATP-CP”, hay còn gọi là hệ thống năng lượng phosphagen. 

Khi lượng ATP sẵn có cạn kiệt sau vài giây, một phân tử gọi là phosphocreatine sẽ được sử dụng để tái tạo ATP trong cơ bắp. Hệ thống này hoạt động cực kỳ nhanh chóng và có thể cung cấp năng lượng tối đa trong số ba hệ thống năng lượng. Tuy nhiên, chúng bị giới hạn bởi lượng creatine phosphate có sẵn, thường cạn kiệt trong vòng 15 giây.

Cơ thể bạn có thể phục hồi các kho dự trữ này trong quá trình nghỉ ngơi. Vì vậy, hệ thống tạo năng lượng ATP hoạt động tốt nhất cho các vận động viên tham gia các hoạt động cường độ cao trong thời gian ngắn, chẳng hạn như chạy nước rút 50 mét hoặc cử tạ. Điều này cũng giải thích tại sao chúng ta chỉ có thể chạy nước rút với tốc độ tối đa trong vài giây hoặc chỉ nâng được tải trọng tối đa 1-2 lần trước khi cần nghỉ ngơi hoặc chuyển sang một con đường trao đổi chất khác với cường độ thấp hơn.

3.2 Con đường phân giải (con đường axit lactic) 

Đối với những người có nhu cầu vận động lâu từ 15 giây cho đến 3 phút thì cơ thể sẽ kích hoạt con đường phân giải để tạo năng lượng ATP. Đây là một con đường đáp ứng nhu cầu năng lượng cho hoạt động cơ bắp thông qua việc phân giải glucose được lưu trữ trong cơ bắp. Hệ thống tạo năng lượng ATP này sử dụng glucose được lưu trữ trong cơ, chủ yếu được lấy từ carbohydrate, để sản xuất ATP. 

Ưu điểm của quá trình này là diễn ra nhanh chóng, nhưng chỉ tạo ra một lượng năng lượng hạn chế, đủ để cung cấp năng lượng trong khoảng ba phút. Quá trình này cũng gây ra sự tích tụ axit lactic trong cơ bắp, dẫn đến cảm giác mệt mỏi. 

3.3 Con đường oxy hóa (con đường hiếu khí) 

Với các cường độ vận động kéo dài hơn 3 phút, cơ thể cần sử dụng con đường tạo năng lượng ATP đến từ con đường oxy hóa hay còn gọi là con đường hiếu khí. Các bài tập liên quan đến sức bền và thời gian lâu dài cần đến con đường tạo năng lượng ATP này. 

Để đáp ứng nhu cầu oxy trong quá trình tập luyện, nhịp thở sẽ tăng lên. Mặc dù hệ thống oxy hóa hoạt động chậm hơn, nhưng lại hiệu quả nhất. Con đường oxy hóa sử dụng chất béo làm nguồn năng lượng chính, tạo ra đủ ATP để duy trì hoạt động kéo dài, tuy nhiên, ở mức cường độ tập luyện không quá cao. Điều này có nghĩa là chất béo là nguồn nhiên liệu chính cho các hoạt động có cường độ thấp đến trung bình, như đạp xe hoặc chạy bộ đường dài.

Việc đảm bảo một chế độ dinh dưỡng đầy đủ, thêm vào đó là thói quen tập luyện thể dục thể thao sẽ giúp cơ thể quen với việc đáp ứng nhu cầu năng lượng ATP của cơ bắp ở các bài tập thuộc cường độ khác nhau.

Nguồn: army.mil – study.com