توانائی بدن برای استخراج انرژی از مواد غذائی وانتقال آن به اجزاء قابل انقباض عضلات اسکلتی است که تعیینکنندهٔ توانائیما برای انجام ورزشهائی مثل دویدن، دوچرخهسواری، شنا و کونگ فو و غیرهخواهد بود. انتقال انرژی از طریق هزاران واکنش پیچیدهٔ شیمیائی رخ میدهدکه نیازمند اختلاط صحیح و دقیق مواد ریز مغذی و درشت مغذی با اکسیژن است.اصطلاح ”هوازی“ بیانگر همین واکنشهای انرژیزا و نیازمند اکسیژن است. درمقابل، اصطلاح ”بیهوازی“ به معنی ایجاد انرژی در زمانی کوتاه و بدوناستفاده از اکسیژن میباشد. انتقال سریع انرژی سبب عملکرد عالی بدن در طیورزشهای با مدت کوتاه و سریع مثل دوهای سرعت، شنای مسافت کوتاه و یاورزشهای دارای استارت سریع و مکرر مثل فوتبال، بسکتبال، واترپلو، والیبالو هاکی خواهد شد.

در کل میتوان چنین عنوان کرد که انرژی به معنیتوانائی انجام کار است. انرژی یا بهصورت پتانسیل و یا جنبشی وجود دارد.شکل پتانسیل آن به انرژی اطلاق میشود که در ارتباط با ساختار یا وضعیت یکماده است. شکل جنبشی آن نیز به انرژی حرکتی اطلاق میشود. زمانیکه انرژیپتانسیل به جنبشی تبدیل میشود، قابل اندازهگیری است. واکنشهایاکسیداسیون - احیاء به تنهائی یا همراه باهم سبب اکسیداسیون سلولیمیشوند، یعنی یک ماده الکترونهای خود را از دست میدهد تا همزمان واکنشمعکوس احیاء (که در آن الکترون به ماده اضافه میشود) فعل و انفعالاتشیمیائی انجام پذیرد. این واکنشها، اصل سیستم انتقال انرژی بدن راپایهریزی میکنند.



● اندازهگیری انرژی غذائی

برایتعیین ارزش انرژیزائی غذاها، آزمایشگاهها از دستگاهی به نام پمپکالریمتر استفاده میکنند. این دستگاهها براساس اصل کالریمتری مستقیمعمل میکنند: یعنی حرارت آزاد شده در اثر سوختن کامل غذا را اندازهمیگیرند. نحوهٔ عمل این دستگاه بهشرح زیر است: غذا در حفرهای بسته کهبا اکسیژن در فشار بالا شارژ میگردد، قرار داده میشود. یک جریانالکتریکی از فیوزی که در بالای دستگاه تعبیه شده، سبب احتراق غذا درمجاورت اکسیژن خواهد شد. با سوختن غذا، پوشش آب موجود در اطراف دستگاه،انرژی آزاد شدهٔ گرمائی را جذب خواهد کرد. از آنجائی که کالریمتر کاملاًاز محیط بیرون جدا است، افزایش دمای آب، مستقیماً نمایشگر حرارتی است کهاکسیداسیون آن مادهٔ غذائی ایجاد میشود. برای مثال یک قاشق چایخوریمارگارین، وقتی که بهطور کامل در بمب کالریمتر بسوزد، ۱۰۰ کیلوکالریانرژی آزاد میکند. این میزان انرژی میتواند یک کیلوگرم آب یخ را بهنقطهٔ جوش خود برساند. برای کربوهیدراتها، گرمای آزاد شده وابسته بهنحوهٔ قرارگیری اتمها در مولکول قند خاص است. مثلاً هر گرم گلوکز معادل۷۴/۳ کیلوکالری انرژی آزاد میکند که حدود ۱۲ درصد کمتر از گلیکوژن ونشاسته است. ارزش کالریزائی متوسط برای یک گرم چربی معادل ۵/۹ کیلوکالریاست. در مورد پروتئینها، نوع و میزان نیتروژن نسبی موجب در ساختمانمولکولی آنها تعیینکننده خواهد بود. پروتئینهای محلول در تخممرغ، گوشت،ذرت و غلات حدوداً ۱۶ درصد نیتروژن دارند و میزان گرمای آزاد شدهٔ آنهابهطور متوسط ۷۵/۵ کیلوکالری در ازاء هر گرم است.

مقایسهٔ میزانگرمای تولید شده توسط درشت مغذیها نشان میدهد که اکسیداسیون کامل چریدر دستگاه بمب کالریمتر، سبب آزادی انرژی به میزان ۶۵ درصد بیشتر از هرگرم پروتئین و ۲۰ درصد بیشتر از هر گرم کربوهیدرات خواهد شد. پس میتواننتیجه گرفت که غذاهای پرچربی، از لحاظ انرژی غنیتر از غذاهائی هستند کهنسبتاً فاقد چربی میباشند.



● منابع انرژی

بدنانسان نیازمند تأمین مداوم انرژی شیمیائی است تا بتواند اعمال پیچیده ومتفاوت خود را انجام دهد. انرژی بهدست آمده از اکسیداسیون غذاها، بهطورناگهانی و در دمای بالا آزاد نمیشود چون بدن برخلاف یک موتور مکانیکیقادر به استفاده از انرژی گرمائی نیست (اگر اینطور بود، مایعات بدنبلافاصه جوش میآمدند و بافتهای بدن در آتش میسوختند!). برعکس، استخراجانرژی پتانسیل شیمیائی موجود در کربوهیدراتها، قندها و پروتئینها، درجریان واکنشهای پیچیده و کنترل شونده توسط آنزیمها و در محیط نسبتاً خنکو آبکی سلولها رخ میدهد. داستان اینکه چگونه بدن منبع انرژی دائمی خودرا تأمین میکند با مولکول آدنوزین تری فسفات (ATP) آغاز میشود که حاملمخصوص بدن برای انرژی آزاد است. حدود ۴۰ درصد انرژی پتانسیل مواد غذائی بهاین مولکول منتقل میشود. با شکسته شدن اتصال انتهای فسفر در این مولکول،انرژی آزاد شده و برای تمام اشکال کار بیولوژیک در بدن مورد استفاده قرارمیگیرد.

اما فسفو کراتین چیست؟ اصولاً سلولهای بدن مقادیر اندکیATP در خود ذخیره دارند و بنابراین باید براساس میزان مصرف، مجدداً آن رابازسازی کنند. با حفظ مقادیر اندک ATP، غلظت نسبی آن (و بالطبع غلظت نسبیمولکول آدنوزین دی فسفات (ADP) به سرعت و با هرگونه افزایشی در میزان نیازسلولی، تغییر خواهد کرد. هرگونه افزایش در میزان نیاز سلولی، بلافاصله سبباختلال در نسبت ATP به ADP میشود. این عدم تعادل باعث تحریک مکانیسمهایآزادکنندهٔ دیگر انرژی میشود تا ATP مجدداً ساخته شود. این موضوع بیانگرآن است که چرا نیاز به انرژی به سرعت و در ابتدای ورزش افزایش مییابد.همانطور که مشخص شده، میزان انتقال انرژی وابسته به شدت ورزش است. انتقالانرژی در فردی که در حالت نشسته به راه رفتن تغییر وضعیت میدهد، ۴ برابرمیشود. یا اینکه تغییر وضعیت از پیادهروی به یک عمل سرعتی، سبب افزایشانتقال انرژی تا ۱۲۰ برابر خواهد شد!

بدن در یک زمان، حدود ۱۰۰-۸۰گرم ATP در خود ذخیره دارد. این میزان، تأمینکنندهٔ انرژی داخل عضلانیکافی برای چندین ثانیه حرکت ورزشی انفجاری است. برای مقابله با اینمحدودیت، ATP بهصورت مداوم ساخته میشود. مقداری از انرژی لازم برای سنتزمجدد ATP، مستقیماً از شکافت بیهوازی مولکول فسفات در یک ترکیب داخلسلولی و پرانرژی دیگر به نام فسفو کراتین (Pcr) بهدست میآید. فسفوکراتین با مولکول ADP وارد عمل شده و ATP میسازد. این منبع بیهوازی وپرانرژی، سبب جایگزینی سریع ATP میشود. در جریان ساخت مجدد و هوازی ATP،مولکول اکسیژن بهعنوان گیرندهٔ نهائی الکترون در زنجیرهٔ تنفسی عمل کردهو ضمن ترکیب با هیدروژن، مولکول آب ایجاد میکند. درشت مغذیها بهعنوانمنابع اصلی و بالقوهٔ انرژی با ADP و یون فسفر همراه شده و ATP رامیسازند. شکسته شدن کامل یک مول گلوکز سبب آزاد شدن ۶۸۹ کیلوکالری انرژیمیشود. از این مقدار، اتصالات مولکول ATP حاوی ۲۶۳ کیلوکالری(۳۸ درصد)انرژی خواهند بود و بقیهٔ آن بهصورت گرما دفع میشود.

در جریانواکنشهای گلیکولیتیک در سیتوزول سلولی و در حین فسفوریلاسیون، ۲ مولکولATP ایجاد خواهد شد. اتمهای هیدروژن که در جریان شکسته شدن گلوکز ایجادمیشوند، در زنجیرهٔ تنفسی اکسیده شده و انرژی ایجاد شده در این روند باADP ترکیب خواهد شد. اکسیداسیون کامل مولکول گلوکز در عضلات اسکلتی، سببتولید خالص ۳۶ مولکول ATP خواهد شد. در جریان فعالیت شدید و در زمانیکهتولید هیدروژن همگام با اکسیداسیون آن پیش نمیرود، اسید لاکتیک ایجاد شدهو مولکول پیرووات بهطور موقتی با هیدروژن ترکیب خواهد شد. این موضوع باعثگلیکولیز بیهوازی در طی زمان باقیمانده خواهد شد. شکسته شدن کامل یکمولکول تریگلیسرید حدود ۴۶۰ مولکول ATP آزاد خواهد کرد. کاتابولیسماسیدهای چرب نیز نیازمند اکسیژن خواهند بود و واژهٔ هوازی بیانگر همینواکنشها است. باید توجه داشت که اسیدهای چرب قابل تبدیل به گلوکز نیستند.پروتئین بهعنوان منبع مهمی برای تولید انرژی در بدن شناخته شده است. درجریان برداشت یک نیتروژن از مولکول آمینواسید، ساختار کربنی باقیماندهوارد مسیرهای متابولیک گوناگون شده و باعث ساخت هوازی ATP خواهد شد. درآخر باید گفت چربیها نیازمند مقدار معینی کربوهیدرات شکسته شده برایکاتابولیسم خود هستند. یعنی در حقیقت چربی در شعلهٔ کربوهیدراتهامیسوزند.



● محاسبهٔ انرژی مصرفی

برای محاسبهٔانرژی مورد نیاز یک ورزشکار باید تعادل بین دریافت و مصرف انرژی را برقرارکرد. بدین ترتیب توده و ترکیب بدن به گونهای حفظ میشود که تضمینکنندهٔسلامت و عملکرد بدنی مناسب ورزشکار باشد.

▪ انرژی مصرفی در حال ورزش

میزانانرژی مورد نیاز روزانهٔ ورزشکاران براساس جثه و سطح فعالیت آنان متفاوتاست. بهعنوان یک قاعدهٔ کلی، توصیه شده است که ورزشکاران مرد روزانه بیشاز ۵۰Kcal/kg و ورزشکاران زن ۵۰-۴۵ کیلوکالری در ازاء هر کیلوگرم وزن بدنمصرف کنند تا نیازهای روزانهٔ انرژی برای ۹۰ دقیقه فعالیت یا بیشتر را درطی یک روز تأمین نمایند. بر این اساس یک فوتبالیست ۸۵ کیلوگرمی به بیش از۴۲۵۰ کیلوکالری و یک ژیمناست زن ۴۰ کیلوگرمی که در روز ۲ ساعت تمرینمیکند، نیازمند حدوداً ۲۰۰۰ کیلوکالری انرژی است. بدون توجه به روشهایپیچیدهٔ محاسبهٔ انرژی، اشتهای ورزشکار عامل اصلی میزان مصرف روزانهٔانرژی است. کافی بودن انرژی را میتوان از راه اندازهگیری وزن و ترکیببدن بررسی کرد.

▪ انرژی مصرفی در حال استراحت

برای حفظ وزنبدن، دریافت انرژی باید متعادل با میزان مصرف آن در روند استراحت، فعالیتفیزیکی و نیز ترموژنز (حرارتزائی) باشد. میزان مصرف انرژی در حال استراحت(Resting energy expenditure - REE)، متناسب با تودهٔ لخم بدن است و بایدبا معادلات زیر محاسبه شود:

- در مردان ۱۸-۱۰ ساله:

۶۵۱ + (وزن بدن ضربدر ۵/۱۷)

- در مردان ۳۰-۱۸ ساله:

۶۷۹ + (وزن بدن ضربدر ۳/۱۵)

- در مردان ۶۰-۳۰ ساله:

۸۷۹ + (وزن بدن ضربدر ۶/۱۱)

- در زنان ۱۸-۱۰ ساله:

۷۴۶ + (وزن بدن ضربدر ۲/۱۲)

- در زنان ۳۰-۱۸ ساله:

۴۹۶ + (وزن بدن ضربدر ۷/۱۴)

- در زنان ۶۰-۳۰ ساله:

۸۲۹ + (وزن بدن ضربدر ۷/۳)

در این معادلات وزن برحسب کیلوگرم است