TÓM TẮT
- Nguồn nhiên liệu – Quá trình co và giãn cơ phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng từ quá trình thủy phân adenosine triphosphate (ATP). Các loại nhiên liệu chính mà cơ sử dụng để tạo ATP bao gồm glycogen, glucose và acid béo tự do. Nguồn năng lượng cụ thể mà cơ vận động sử dụng cho chuyển hóa hiếu khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ, loại hình và thời gian vận động, thể trạng và chế độ ăn uống. (Xem thêm ‘Nguồn cơ chất năng lượng trong cơ vận động’ ở dưới.)
- Đường phân – Quá trình tạo năng lượng thông qua chuyển hóa glycogen hoặc glucose trong cơ diễn ra theo con đường kỵ khí hoặc hiếu khí. (Xem thêm ‘Chuyển hóa glycogen hoặc glucose’ ở dưới.)
- Hiếu khí – Trong các hình thức vận động động (đẳng trương) như đi bộ hoặc chạy, đường phân hiếu khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất năng lượng. (Xem thêm ‘Đường phân hiếu khí’ ở dưới.)
- Kỵ khí – Đường phân kỵ khí cung cấp năng lượng trong những trường hợp tương đối hiếm gặp. Con đường này chủ yếu được sử dụng khi vận động cơ đẳng trường cường độ cao và kéo dài (ví dụ: nâng vật nặng), đặc biệt trong bối cảnh lưu lượng máu và cung cấp oxy cho các sợi cơ vận động bị hạn chế. (Xem thêm ‘Đường phân kỵ khí’ ở dưới.)
- Phosphoryl hóa oxy hóa – Hệ thống phosphoryl hóa oxy hóa, khu trú tại màng trong ty thể, là nguồn cung cấp năng lượng chính cho cơ và các tế bào khác (hình 1). (Xem thêm ‘Phosphoryl hóa oxy hóa’ ở dưới.)
- Sản xuất ATP nhanh – Trong các bài tập cường độ rất cao, ATP có thể được tạo nhanh thông qua phản ứng của phosphocreatine với adenosine diphosphate (ADP) dưới sự xúc tác của creatine kinase. Ngoài ra, cơ bắp khi vận động cường độ cao có thể tạo ATP trong thời gian ngắn thông qua chu trình nucleotide purine (hình 3). (Xem thêm ‘Con đường phosphocreatine’ và ‘Chu trình nucleotide purine’ ở dưới.)
- Chuyển hóa lipid – Quá trình chuyển hóa lipid trong cơ diễn ra thông qua beta-oxy hóa và omega-oxy hóa các acid béo.
- Beta-oxy hóa – Các acid béo chuỗi ngắn và trung bình (có ít hơn 10 nguyên tử carbon) có thể xuyên qua cả màng ngoài và màng trong của ty thể; sau đó, các hợp chất này đi vào chất nền ty thể và thực hiện quá trình beta-oxy hóa sau khi được hoạt hóa thành các ester coenzyme A (CoA) (hình 4). Acid béo chuỗi dài là nguồn năng lượng chính cho các bài tập cường độ thấp kéo dài trên 40 đến 50 phút. Tuy nhiên, màng ty thể không thấm đối với acid béo chuỗi dài, do đó cần một quy trình đa bước để ty thể có thể sử dụng các hợp chất này. (Xem thêm ‘Chuyển hóa lipid’ và ‘Beta-oxy hóa acid béo’ ở dưới.)
- Omega-oxy hóa – Trong tình trạng nhịn ăn kéo dài, có tới 20% tổng quá trình oxy hóa acid béo của tế bào được thực hiện tại các microsome gan thông qua omega-oxy hóa, dẫn đến sự hình thành các acid dicarboxylic (DCA). Các DCA sau đó tiếp tục được chuyển hóa thông qua beta-oxy hóa tại peroxisome và ty thể. (Xem thêm ‘Omega-oxy hóa acid béo’ ở dưới.)