Ihmisen kehon kaikissa soluissa käytetään biokemiallisia reaktioita, joita kutsutaan soluhengityksenä tuottaakseen energiaa, jota ne tarvitsevat toimimisekseen ja pysymiseen hengissä. Sokerin glukoosi toimii ensisijaisena polttoaineena ihmisen soluhengityksessä. Solut voivat hajottaa glukoosin energian tuottamiseksi happea käyttävästä aerobisesta hengityksestä tai anaerobisesta hengityksestä, joka ei vaadi happea. Vaikka aerobinen hengitys tuottaa energiaa tehokkaammin, ihmisen lihassolut voivat käyttää anaerobista hengitystä, kun niiltä puuttuu riittävästi happea tai jos ne vaativat nopeaa energian purskausta.
Rooli liikunnassa
Ihmisten anaerobinen hengitys tapahtuu ensisijaisesti lihassoluissa korkean intensiteetin harjoituksen aikana. Tätä voi tapahtua, jos työnnät rajojasi aerobisen toiminnan, kuten kehräyksen tai sydänharjoituksen aikana, ja lihastasi tapahtuva happea ei ole riittävä ylläpitämään vain aerobista hengitystä. Anaerobista hengitystä esiintyy myös sellaisissa toiminnoissa, jotka vaativat lyhyitä, voimakkaita lihasvoiman purskeita, kuten sprintausta tai voiman nostoa.
Kaikki lihakset sisältävät kahta tyyppiä lihastekuituja, joita kutsutaan nopeanahkaisiksi ja hitaasti kutistuviksi kuiduiksi. Osuudet vaihtelevat eri lihaksissa. Hitaasti kutistuvat kuidut on suunnattu jatkuvaan toimintaan ja luottavat yleensä ensisijaisesti aerobiseen hengitykseen, vaikka ne voivat tarvittaessa käyttää myös anaerobista hengitystä. Nopeasti kutistuvat lihaskuidut on toiminnallisesti suunnattu anaerobiseen hengitykseen, koska se tuottaa energiaa paljon nopeammin - jopa 100 kertaa nopeammin kuin aerobinen hengitys. Koska anaerobinen hengitys on kuitenkin vähemmän tehokasta kuin aerobinen hengitys, lihaskuidut nopeasti väsyvät suhteellisen nopeasti.
Glykolyysivaiheen
Glykolyysi on ensimmäinen biokemiallinen prosessi sekä aerobisessa että anaerobisessa hengityksessä. Tässä monivaiheisessa prosessissa käytetään useita entsyymejä glukoosin hajottamiseksi. Jokainen hajotettu glukoosimolekyyli tuottaa lopulta 2 molekyyliä pyruvaattia ja 2 molekyyliä adenosiinitrifosfaattia (ATP). ATP tallentaa energian, jota tarvitaan solutoimintojen käynnistämiseen. Aerobisella hengityksellä glykolyysistä syntyvä pyruvaatti käy läpi ylimääräisen biokemiallisten reaktioiden sarjan, jotta muodostuu enemmän ATP: tä. Tätä ei tapahdu anaerobisessa hengityksessä.
Maitohappokäyminen
Ihmisillä tapahtuvan anaerobisen hengityksen avulla glykolyysin aikana muodostuneet pyruvaattimolekyylit muuttuvat laktaatiksi. Tämä menetelmä, jota kutsutaan maitohappokäymisksi, ei tuota enemmän energiaa. Se kuitenkin täydentää joitain kofaktoreita, joita tarvitaan glykolyysiprosessin pitämiseksi jatkuvana anaerobisen hengityksen aikana.
Käymisen aikana tuotetulla laktaatilla ei ole enää hyötyä soluille energiantuotannossa. Siksi se kuljetetaan soluista ja kuljetetaan veressä maksaan. Siellä se muutetaan takaisin pyruvaatiksi, jota voidaan sitten käyttää tuottamaan enemmän glukoosia tulevaa käyttöä varten lisää energian tuottamiseksi. Tätä kierrätyksen biokemiallista muotoa kutsutaan Cori-sykliksi.
Maitohapon kertymisen ajateltiin aiemmin olevan ensisijainen syy lihasten väsymykseen harjoituksen aikana ja viivästyneeseen kipuun sen jälkeen. Uudemmat tiedot kuitenkin kiistävät käsityksen, että maitohappo on vastuussa viivästyneistä lihaskipuista. Sen mahdollinen merkitys lihasväsymyksessä on edelleen aktiivisen tutkimuksen alue.
Arvostellut ja tarkistanut: Tina M. St. John, MD
