Koji su to procesi u mišićima koji vam omogućuju da možete okretati pedale na svoje zadovoljstvo. Niste se to nikada pitali? Možda biste ipak htjeli znati! Pa da počnemo. Mišići za svoj rad dobivaju energiju od jednog kemijskog spoja bogatog energijom, koji se zove adenozin trifosfat. Dakle, postoji kemijski spoj (adenozin trifosfat) koji unutar sebe ima takve kemijske veze da može sačuvati energiju i dati ju mišićima za njihov rad.

KAKO ADENOZIN TRIFOSFAT POSTAJE KEMIJSKI SPOJ BOGAT ENERGIJOM

No sada moramo stvar ipak malo zakomplicirati i pitati se: otkuda tom adenozin trifosfatu energija? Dakle. Adenozin trifosfat dobiva energiju (prvo) od svima nama dobro poznatog grožđanog šećera - glukoze, a kojega neki zovu i krvni šećer - i (drugo) od kisika. S obzirom da se radi o biokemiji, govorit ćemo o kemijskim reakcijama, ali ovaj puta bez kemijskih formula. Zapamtite: adenozin trifosfat dobiva energiju na osnovu oksidacije vodikovih iona koji su se oslobodili razgradnjom glukoze. Ponovit ću: adenozin trifosfat dobiva energiju na osnovu oksidacije vodikovih iona koji su se oslobodili razgradnjom glukoze.

Bitno je da u ovome što sam rekao uočite dvije stvari: jedno je oksidacija, a drugo su vodikovi ioni. Vodikovi ioni, kao što sam maločas rekao, dobivaju se kemijskom razgradnjom molekule šećera (glukoze). Što omogućava njihovu oksidaciju? Kisik koji udišemo. Tako na kraju, ako imamo dovoljno šećera i ako imamo dovoljno kisika, odvija se kemijski proces oksidacije vodikovih iona, a tim kemijskim procesom oslobađa se velika količina energije. Ta energija će se onda sačuvati u adenozin trifosfatu. Drugačije govoreći, kemijskim procesom oksidacije vodikovih iona nastaje velik broj molekula adenozin trifosfata. Sada se može reći da znate bit dobivanja energije potrebne vašim mišićima. No, ipak idemo malo dublje u prirodu ovih procesa.

KAKO SE MOLEKULA GLUKOZE RAZGRAĐUJE

Molekula glukoze se kemijski razgrađuje, rekao sam, sve do vodikovih iona. U razgradnji molekule glukoze postoje tri koraka i ja ću ih spomenuti najkraće moguće. Prvo, jedna molekula glukoze najprije se razgradi na dvije molekule pirogrožđane kiseline. To je proces koji se naziva glikoliza. Već i u ovom prvom koraku, kada se glukoza još nije razgradila do kraja na ione vodika, dobije se mala količina energije.

Konkretno, za svaku molekulu glukoze dobiju se samo dvije molekule adenozin trifosfata. Drugi korak je pretvorba pirogrožđane kiseline u jedan drugi kemijski spoj, koji se zove acetil-koenzim A. Treći korak je potpuna razgradnja acetil-koenzima A na ugljikov dioksid i veliki broj vodikovih iona. Razgradnja acetil-koenzima A je vrlo složen biokemijski proces koji se naziva Krebsov ciklus (ili ciklus limunske kiseline).

OKSIDACIJA VODIKOVIH IONA

Oksidacijom vodikovih iona, nastalih nakon razgradnje acetil-koenzima A, nastaje velika količina energije. Konkretno, u maloprije spomenutom Krebsovom ciklusu, nastaju 34 molekule adenozin trifosfata za svaku molekulu razgrađene glukoze. Ovdje treba dodati i one dvije molekule adenozin trifosfata koje su nastale na prvom koraku, kada se jedna molekula glukoze razgradila na dvije molekule pirogrožđane kiseline.

ŠTO SE DOGAĐA KADA NEMA DOVOLjNO KISIKA (anaerobni metabolizam)

To je sve tako lijepo dok opisani procesi mogu tako trajati. Da bi se onaj treći korak razgradnje glukoze mogao odvijati kako treba potreban je kisik. Ako nema kisika, neće doći do onog najvažnijeg koraka, a to je razgradnja acetil-koenzima A na vodikove ione i ugljikov dioksid (rekli smo da je taj korak poznat kao Krebsov ciklus). Ako nema dovoljno kisika, odvija se samo onaj prvi korak razgradnje glukoze. To je, kao što ste zapamtili, proces glikolize kojim se jedna molekula glukoze razgrađuje na dvije molekule pirogrožđane kiseline.

Ovim procesom se, istina, dobiju samo dvije molekule adenozin trifosfata za svaku molekulu glukoze; ali, bolje išta nego ništa. To sasvim sigurno predstavlja rasipanje energije, ali nam kroz neko vrijeme ipak može dati koliku toliku energiju za mišićni rad. Sjetimo se da u uvjetima dovoljne količine kisika u toku Krebsovog ciklusa nastaje čak 34 molekule adenozin trifosfata. Međutim, u uvjetima manjka kisika, kao što vidimo, od jedne molekule glukoze dobiju se samo dvije molekule adenozin trifosfata. Međutim, u uvjetima manjka kisika, niti proces glikolize (tj. razgradnje glukoze na dvije molekule pirogrožđane kiseline) ne može se bezgranično odvijati. To je zato jer dolazi do nagomilavanja pirogrožđane kiseline, a to onda usporava daljnji proces razgradnje glukoze. Ovu situaciju donekle spašava mliječna kiselina.

ZAŠTO MLIJEČNA KISELINA

Problem nagomilavanja pirogrožđane kiseline priroda je riješila tako da se pirogrožđana kiselina pretvara u mliječnu kiselinu. Mliječna kiselina lako izlazi iz mišićne stanice i tako omogućava da se proces glikolize (razgradnje glukoze na pirogrožđanu kiselinu) i dalje odvija.

U ORGANIZMU POSTOJE REZERVE KISIKA I REZERVE GLUKOZE

U našem organizmu (konkretno u jetri i mišićima) nalaze se pohranjene velike količine glukoze u obliku zrnaca glikogena. Za vrijeme oštrije vožnje biciklom, ovaj glikogen će se razgraditi na glukozu, a glukoza će zatim ući u opisani proces njene razgradnje. U organizmu ima čak oko 2 litre «uskladištenog» kisika koji se može upotrijebiti za aerobni metabolizam, tj. proces potpune razgradnje glukoze.

I NA KRAJU

Iznad svega je zanimljivo da nam nisu sve nade potonule kada je metabolizam krenuo anaerobno, pa se glukoza nije razgradila do kraja, već samo na pirogrožđanu i zatim mliječnu kiselinu. Naime, kada se nadoknadi manjak kisika, onda se nagomilana mliječna kiselina može pretvoriti natrag u glukozu! Tako sretni i zadovoljni opet imamo važan novi-stari izvor energije. Kako li je priroda to sve lijepo regulirala. I strahovito komplicirano naravno, jer ono što sam vam ja ovdje rekao, to je samo «vrh sante leda». Nastojao sam koliko je moguće jednostavnije prikazati sve te procese, ali ipak još uvijek toliko da ono što treba razumjeti bude razumljivo.

Na kraju, sve ovo o čemu sam govorio moglo bi se sažeti u jednu jedinu rečenicu: s kisikom i šećerom u nove avanture.

Photo: Biker (arhiva 2018)