Bioenergetika dan Sistem Produksi ATP

Bioenergetika adalah studi tentang bagaimana sel mengubah energi kimia untuk melakukan kerja. Pada otot yang berolahraga, setiap kontraksi membutuhkan adenosin trifosfat (ATP), namun otot hanya menyimpan ATP yang cukup untuk beberapa detik usaha intens, sehingga harus terus-menerus mensintesis ulang ATP melalui tiga sistem yang saling berhubungan: sistem fosfagen (ATP-PCr), glikolisis anaerobik, dan fosforilasi oksidatif.

Definition

Bioenergetika olahraga adalah serangkaian jalur biokimia di mana otot rangka mensintesis ulang ATP untuk menggerakkan kontraksi, yang terdiri dari sistem fosfagen, glikolisis anaerobik, dan fosforilasi oksidatif.

Scope

Topik ini mencakup ATP sebagai mata uang energi sel, tiga sistem penyedia energi dan skala waktu dominasi masing-masing, serta bagaimana ketiganya tumpang tindih untuk memenuhi tuntutan olahraga dengan intensitas dan durasi yang berbeda. Topik ini memperlakukan bioenergetika sebagai subjek fisiologis dan tidak membahas regimen suplementasi atau resep pelatihan individual.

Core questions

• Mengapa ATP harus terus-menerus disintesis ulang selama berolahraga daripada hanya disimpan?
• Peran apa yang dimainkan oleh fosfokreatin, glikolisis, dan fosforilasi oksidatif, dan dalam skala waktu berapa?
• Bagaimana ketiga sistem energi tersebut tumpang tindih daripada beralih secara diskrit?

Key concepts

• ATP sebagai mata uang energi langsung
• Sistem fosfagen (ATP-PCr)
• Fosfokreatin dan reaksi kreatin kinase
• Glikolisis anaerobik
• Fosforilasi oksidatif
• Kontinum sistem energi dan tumpang tindih dengan intensitas dan durasi

Mechanisms

ATP melepaskan energi yang dapat digunakan ketika ikatan fosfat terminalnya dihidrolisis, dan cadangan ATP intramuskular yang kecil harus diregenerasi secepat penggunaannya. Sistem fosfagen menyediakan pasokan ulang tercepat: fosfokreatin menyumbangkan fosfatnya ke ADP melalui reaksi kreatin kinase, menyangga ATP selama detik-detik pertama usaha intens (Wyss, 2000). Seiring berlanjutnya usaha, glikolisis anaerobik memecah glukosa dan glikogen menjadi piruvat, menghasilkan ATP dengan cepat tetapi dalam jumlah terbatas dan membentuk laktat ketika lajunya melebihi kapasitas oksidatif (Gladden, 2004). Untuk aktivitas berkelanjutan, fosforilasi oksidatif di mitokondria mengoksidasi karbohidrat dan lemak untuk menghasilkan sebagian besar ATP, dengan campuran bahan bakar tergantung pada intensitas dan durasi (Romijn, 1993). Sistem-sistem ini beroperasi secara bersamaan dan tumpang tindih daripada beralih secara diskrit (McArdle, 2015).

Clinical relevance

Kerangka kerja sistem energi mendasari bagaimana respons pengujian dan pelatihan olahraga dijelaskan dan bagaimana kapasitas metabolik dikarakterisasi dalam penelitian dan fisiologi terapan. Ini disajikan di sini sebagai latar belakang referensi dan bukan merupakan saran suplementasi, pelatihan, atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Deskripsi ini didasarkan pada tinjauan biokimia dan fisiologis serta sintesis buku teks metabolisme energi otot daripada pedoman klinis; data substrat kuantitatif berasal dari studi pelacak dan biopsi (Romijn, 1993; Wyss, 2000).

History

Pengakuan ATP sebagai mata uang energi universal dan penjelasan penyangga fosfagen kreatin kinase, glikolisis, dan fosforilasi oksidatif mengubah fisiologi otot abad kedua puluh, memungkinkan olahraga digambarkan sebagai perekrutan bertingkat dari sistem energi yang tumpang tindih (Wyss, 2000; McArdle, 2015).

Key figures

• Markus Wyss
• L. Bruce Gladden
• Edward F. Coyle

Seminal works

• wyss-2000
• gladden-2004
• romijn-1993

Frequently asked questions

Apa saja tiga sistem energi yang digunakan selama berolahraga?

Sistem fosfagen (ATP-PCr), glikolisis anaerobik, dan fosforilasi oksidatif. Ketiganya berbeda dalam seberapa cepat dan seberapa banyak ATP yang dapat mereka pasok dan beroperasi bersama daripada satu per satu.

Mengapa otot tidak bisa menyimpan semua ATP yang dibutuhkan?

Otot hanya menyimpan ATP yang cukup untuk beberapa detik usaha intens, sehingga harus terus-menerus mensintesis ulang dari fosfokreatin, karbohidrat, dan lemak agar tetap berkontraksi.