Energiakulutus
Kaikki fyysinen aktiivisuus vaatii keholta energiaa. Kulutuksen määrä riippuu toiminnan kestosta ja tyypistä. Energiaa mitataan kaloreina (kcal), ja se otetaan kehon varastoista sekä syömästämme ruoasta. Alla voit lukea lisää energiankulutuksesta kävelyn ja juoksun yhteydessä.
Kävely
Kävely on tärkein liikuntamuotomme. Kävelynopeuden ollessa 3–5 km/h hapenkulutuksen kanssa vallitsee lineaarinen suhde, mutta suuremmilla nopeuksilla hapenkulutus kasvaa. Tämä tekee kävelystä energiankulutuksen kannalta vähemmän taloudellista. Kehon paino kiloina voi ennustaa likimääräisen energiankulutuksen nopeuksilla 3,2–6,4 km/tunnissa. Alla oleva taulukko näyttää, kuinka monta kaloria kulutat minuutissa kehon painosta ja nopeudesta riippuen, kun kävelet tasaisella pinnalla, kuten asfaltilla, soralla, nurmikolla tai juoksuradalla.
Jos painosi on 64 kiloa ja kävelynopeutesi on 5,63 km/h, kulutat noin 4,6 kaloria minuutissa. Jos kävelet tunnin ajan, kulutat siis noin 276 kaloria (60 minuuttia x 4,6 kcal/min = 276 kcal)
Juoksu
Samalla nopeudella kokenut kestävyysjuoksija juoksee pienemmällä aerobisen kapasiteetin prosenttiosuudella kuin harjoittelematon juoksija, vaikka hapenkulutus (O2) juoksun aikana on molemmilla sama. Juoksun ja hölkkäilyn välinen raja riippuu henkilön kuntotasosta. Kuntotasosta riippumatta on energiankulutuksen kannalta huomattavasti taloudellisempaa siirtyä kävelystä juoksuun, kun nopeus saavuttaa 8 km/h.
Kävelijän hapenkulutus nimittäin ylittää tässä rajassa juoksijan hapenkulutuksen. Nopeudella 10 km/h kävelijän hapenkulutus on 40 ml/kg/min, kun taas juoksijan vastaava luku on 35 ml/kg/min. Paino voi ennustaa energiankulutusta jonkin verran tasaisella alustalla juostessa. Yhden kilometrin juoksun aikana kulutettujen kaloreiden määrä on suhteessa painoosi kiloina. 78 kg painava juoksija kuluttaa 78 kcal/tunti. Tämä tarkoittaa 15,6 litraa happea (O2) kilometriä kohden (1 litra happea = 5 kcal). Taulukossa on arvio kaloreiden määrästä, jonka kulutat minuutissa, perustuen painoosi ja nopeuteesi tasaisella alustalla juostessasi.
Liikunnan vertailu
Seuraavassa taulukossa on esitetty arvioitu kalorinkulutus 30 minuutin aikana erilaisissa harjoituksissa ja eri intensiteeteillä 68 kg painavalle henkilölle.
Energiareitit
Energian tuotanto riippuu sekä ajasta että intensiteetistä. Korkean intensiteetin juokseminen, eli sprintti, tarkoittaa, että urheilija pystyy toimimaan tehokkaasti vain lyhyen ajan. Matalan intensiteetin juokseminen, kuten tavallinen hölkkä, tarkoittaa, että urheilija jaksaa liikkua pidempään. Oikeanlaisen harjoittelun avulla näitä ”malleja” voidaan muuttaa: sprinttiä voidaan jatkaa pidemmän aikaa ja kestävyysurheilija pystyy ylläpitämään korkeaa intensiteettiä tietyn ajan. Harjoittelun intensiteetin ja energialähteen välillä on yhteys. Kirjassa ”The Physiological Education of an Athlete” kirjoittajat jakavat juoksutyypit seuraaviin ”energiareitteihin”: ATP-PC ja LA, LA-02 ja 02, jotka selitetään alla.
ATP – adenosiinitrifosfaatti
Monimutkainen kemiallinen yhdiste, joka muodostuu ruoasta vapautuvasta energiasta ja jota varastoidaan kehon kaikkiin soluihin, pääasiassa lihaksiin. Solut voivat toimia ja suorittaa tehtäviään ainoastaan tämän yhdisteen sisältämän energian avulla. ATP:n hajoaminen tuottaa energiaa ja ADP:tä.
PC – fosfaattikreatiini (kreatiinifosfaatti)
Lihaksissa varastoitu kemiallinen yhdiste, joka hajoamalla osallistuu ATP:n muodostumiseen. ADP:n ja PC:n yhdistelmä tuottaa ATP:tä
LA – maitohappo
LA on hajoamistuote, joka syntyy glukoosin epätäydellisen hajoamisen seurauksena. On kuitenkin havaittu, että vaikka voimakas maitohapon tuotanto on osa tätä uupumusta aiheuttavaa prosessia, juuri samanaikaisesti muodostuvat protonit asettavat ensisijaisesti rajat suorituskyvyn jatkumiselle.
O2
Tarkoittaa aerobista prosessia, jossa ATP:tä tuotetaan ravinnosta, etenkin sokerista ja rasvasta. Tämä järjestelmä tuottaa ATP:tä uskomattoman paljon ja on tärkein energialähde kestävyyttä vaativissa aktiviteeteissa. Nämä energiareitit ovat ajallisesti rajallisia. Toisin sanoen, kun tietty aika on kulunut, kyseistä energialähdettä ei enää käytetä. Tutkijat ovat erimielisiä näistä rajoista, mutta yleisesti ottaen tilanne on seuraava:
Lihasten supistumisen seurauksena syntyy ADP:tä, joka yhdessä fosfokreatiinin (PC) kanssa muodostaa uudelleen ATP:tä. Fosfokreatiini varastoituu lihaksiin. Aktiivisesti supistuvat lihakset saavat ATP:tä verenkierrossa varastoituneesta glukoosista ja lihaksiin varastoituneen glykogeenin hajoamisesta. Pitkäkestoinen harjoittelu vaatii hiilihydraattien tai rasvahappojen täydellistä hapettumista mitokondrioissa. Hiilihydraattivarastot riittävät noin 90 minuutiksi ja rasvahappovarastot useiksi päiviksi.
Kaikki kolme energiajärjestelmää osallistuvat harjoituksen alkuvaiheessa, mutta niiden yhteistyön laajuus vaihtelee yksilöittäin ja riippuu harjoituksen intensiteetistä sekä siitä, kuinka nopeasti energiaa kulutetaan. Esitetty kaavio osoittaa, kuinka energiajärjestelmät yhdessä vaikuttavat ATP:n syntymiseen maksimaalisella harjoitusintensiteetillä. Kynnys (T) osoittaa, milloin kukin energiajärjestelmä on uupunut – oikeanlainen harjoittelu pidentää ”kynnysaikoja”.
Anaerobinen energiajärjestelmä (ATP-CP)
Lihaksiin varastoitunut adenosiinitrifosfaatti (ATP) riittää noin 2 sekunniksi. ATP:n uudistuminen kreatiinifosfaatista (CP) jatkuu, kunnes CP:n varastot ovat tyhjentyneet, mikä kestää noin 4–5 sekuntia. Tämä mahdollistaa noin 5–7 sekunnin mittaisen ATP:n tuotannon.
Tämän järjestelmän kehittämiseksi tarvitaan erittäin intensiivistä työtä, joka ajoittain lähestyy maksimitasoa 4–7 sekunnin jaksoissa. Esimerkkejä tästä ovat:
- 3 x 10 x 30 metriä, 30 sekunnin lepoa jokaisen toiston välillä ja 5 minuuttia sarjan välillä.
- 15×60 metriä, 60 sekunnin lepo
- 20×20 metrin intervallijuoksu, 45 sekunnin lepo.
Anaerobinen maitohappokierto
Heti kun CP-varastot ovat tyhjentyneet, keho käyttää varastoitunutta glukoosia ATP:n tuottamiseen. Glukoosin tai glykogeenin hajoaminen anaerobisissa olosuhteissa johtaa laktaatin ja vetyionien muodostumiseen. Näiden ionien kertyminen on ratkaiseva tekijä väsymyksen syntymisessä 300–800 metrin juoksuissa.
Esimerkkejä tämän energiajärjestelmän kehittämisestä:
- 5–8 x 300 metriä nopeaa uintia 45 sekunnin lepoilla (kunnes syke laskee selvästi)
- 150 metrin intervallit 400 metrin vauhdilla/matkalla, 20 sekunnin lepo (kunnes syke laskee selvästi)
- 8 x 300 metriä, 3 minuutin lepo
Tässä järjestelmässä on kolme erilaista työyksikköä:
a) Nopeuskestävyys
b) Erityiskestävyys 1
c) Erityiskestävyys 2
Kaikkia kolmea voidaan kehittää seuraavien menetelmien avulla:
Aerobinen energiajärjestelmä
Aerobinen energiajärjestelmä käyttää proteiineja, rasvaa ja hiilihydraatteja (glykogeenia) yhden ATP-molekyylin tuottamiseen. Tätä energiajärjestelmää voidaan kehittää vaihtelevan vauhdin juoksuharjoituksill
:
- Tasainen vauhti
Pitkäkestoista hidasta juoksua 50–70 %:lla maksimisykkeestä. Kehon normaali reaktio tähän on lihasten ja maksan glykogeenivarastojen kapasiteetin lisääminen sekä tämän prosessin glykolyyttisen aktiivisuuden tehostaminen. - Kattava vauhtijuoksu
Jatkuvaa juoksua 60–80 %:lla maksimisykkeestä. Tällainen juoksutapa edistää maitohapon poistumista ja kierrätystä sekä kehon kykyä sietää korkeampia maitohappopitoisuuksia. - Kiireinen tahti
Jatkuvat juoksuharjoitukset 80–90 %:lla maksimisykkeestä. Maitohappopitoisuudet nousevat, kun harjoitukset lähestyvät nopeuskestävyyden ja erityiskestävyyden rajaa. Tällainen intensiivivauhtinen harjoittelu luo perustan aerobisen energiajärjestelmän kehittymiselle. Aerobisen energiajärjestelmän kehittämiseksi:- 4–6 x 2–5 minuutin juoksua, välissä 2–5 minuutin lepo
- 20 x 200 metriä, 30 sekunnin lepo
- 5–10 kilometrin juoksu
Energiajärjestelmien elpyminen
Vaikka kaikki energiajärjestelmät käynnistyvät suurin piirtein samanaikaisesti, vaihtoehtoisen järjestelmän palautuminen tapahtuu vasta, kun kyseinen energiajärjestelmä on käytännössä tyhjä. Alla oleva taulukko esittää kunkin energialähteen arvioidun osuuden tietyissä urheilulajeissa:
