Sporta kustību pamatā ir muskuļu darbība. Lai muskulis darbotos, tam nepieciešama enerģija, kas organismā uzkrāta ķīmisku savienojumu veidā. Šiem savienojumiem šķeļoties, enerģija atbrīvojas, un tā var pārvērsties mehāniskā enerģijā – kustībā. Tēma pirmajā tuvinājumā ir visai garlaicīga, un lasāma tikai tiem, kas vēlas izprast treniņu teorijas pamatus. Izprotot kā trenēt enerģētiskās sistēmas, jākļūst skaidrākam kā veidot treniņus konkrētām distancēm.
Enerģija (jeb "degviela") skeleta muskuļos ir īpaša, ar enerģiju ļoti bagāta olbaltumviela adenozīntrifosfāts (ATF). Tam šķeļoties, atbrīvojas enerģija, kas ļauj muskulim uzsākt darbu.
Muskuļos sašķeltais ATF var turpat tikt atkal atjaunots vai, ķīmiķu terminoloģijā izsakoties, resintezēts. Šim procesam nepieciešamo enerģiju nodrošina vairākas citas ķīmiskās reakcijas, respektīvi, to radītā enerģija. Katrai no tām ir savas īpatnības, kaut kas pozitīvs un kaut kas negatīvs. Tāpat kā benzīna ražošanai no naftas ir nepieciešama viena rūpnīca, bet rapša eļļas pārstrādei – citas, tā arī muskuļos katras enerģijas producēšanai lielos daudzumos ir jāattīsta savi bioķīmiskie mehānismi. Līdzīgi arī saražotais degvielas daudzums katrā no šiem gadījumiem būs atšķirīgs.
Vienkāršības labad turpmāk nerunāsim par enerģiju ATF atjaunošanai, bet, gluži vienkārši, par enerģiju muskuļu darbam, jo tieši tā izpildei ATF tiek atjaunots. Un tā- enerģija muskuļu darbam tiek ražota trijās ražotnēs. Katra no tām izmanto savas izejvielas, savu tehnoloģiju, un katrai ir sava produktivitāte. Kā izejviela vienā gadījumā tiek izmantota olbaltumviela kreatīnfosfāts (KF), bet divos citos – glikoze. No tās enerģiju var iegūt divos atšķirīgos veidos. Tādēļ kopumā ir trīs dažādas iespējas, kā muskuļu darbam var tikt iegūta enerģija. Pie tam katra no šīm ražotnēm strādā ar atšķirīgu produktivitāti, tas ir – katra no tām vienā un tajā pašā laika vienībā saražo atšķirīgus daudzumus enerģijas.
Vienā sekundē saražotās enerģijas daudzuma ziņā visproduktīvākā ir kreatīnfosfāta šķelšanās reakcija. Ar šo enerģiju katrs cilvēks strādā tad, kad īslaicīgs darbs viņam jāveic ar maksimālu jaudu. Piemērs tam var būt sacensības svarcelšanā, lodes grūšanā, diska mešanā, 100 metru skriešanā. Izejviela KF atrodas pašos muskuļos, tā molekulu sadalīšanās divās atšķirīgās daļās neprasa nekādas papildus vielas. Bet muskuļos KF ir maz. Tādēļ, strādājot ar pilnu jaudu, šī enerģijas ražotne savas izejvielas izlieto jau 3 līdz 7 sekunžu laikā. Tas tad arī izskaidro to, ka pat labam sprinterim ir grūtības saglabāt maksimālo skrējiena ātrumu līdz 100 metru distances beigām.
Otra enerģijas ražotne kā izejvielu enerģijas ražošanai izmanto muskuļos esošo glikozi. Bez citu vielu pievienošanas glikoze tiek sašķelta divās vienādās daļās – divās pienskābes molekulās. Šīs enerģijas ražotnes produktivitāte ir zemāka, nekā pirmajai fabrikai. Tā spēj darboties ilgāk, taču saražojot mazāk enerģijas. Ar pilnu jaudu sportists to var izmantot 45 līdz 90 sekundes. Šī ķīmiskā reakcija ir absolūti nepieciešama vidējo distanču skrējējiem un citiem ciklisko sporta veidu pārstāvjiem, kuru darba laiks sacensībās ir 3 līdz 5 minūtes. Šīs enerģijas izmantošana ir plaši izplatīta hokejā, kur sportists paspēj daļēji atjaunoties, kamēr spēlē pārējo maiņu spēlētāji.
Trešajā enerģijas ražotnē kā izejvielu arī izmanto glikozi, taču pārstrādes gaitā to sadedzina, tas ir, oksidē glikozi, ar skābekļa līdzdalību pārvēršot to par ogļskābo gāzi un ūdeni. Ogļskābo gāzi cilvēks brīvi izelpo, tādēļ organismu tā nepiesārņo, savukārt ūdens organismā nepieciešams. Pārstrādājamās enerģijas rezerves ir uzkrātas ogļhidrātos, taukos un arī olbaltumvielās.
Tomēr skābekļa piegāde notiek ierobežotos daudzumos, kuru lielums ir tieši saistīts ar cilvēka trenētību. Tādēļ trenēta un netrenēta cilvēka no šīs ķīmiskās reakcijas katrā sekundē iegūtais enerģijas daudzums ir atšķirīgs, bet jebkurā gadījumā tas ir krietni mazāks par pirmajā vai otrajā ražotnē ražoto. Tas nozīmē, ka iespējamā darba jauda ir krietni zemāka, toties darbu var turpināt ilgstoši. Šī enerģija tad arī ir vispārējās izturības vai tā saukto aerobo darbspēju pamats.
Blakus zīmējumā parādīta muskuļu energoapgāde ilgstošā darbā. Tajā pieaug tā enerģijas daļa, kuru saražo ar skābekļa līdzdalību (trešā enerģijas ražotne, a līkne). Bez skābekļa strādājošo enerģijas divu ražotņu produkcija apvienota b līknē (anaerobā enerģija), un tās īpatsvars, darba ilgumam palielinoties tuvojoties nullei.
Organisma aerobās spējas ne tikai nodrošina labu rezultātu izturības sporta veidos, bet arī paātrina atjaunošanās procesus gan treniņa laikā starp atsevišķiem vingrinājumiem, gan pēc treniņa vai sacensībām, tādējādi ļaujot sportistam labāk izpildīt nākamos uzdevumus.
Aerobo spēju attīstība ir cieši saistīta ar gandrīz visu cilvēka iekšējo orgānu sistēmu pilnveidošanos. Lai muskulatūra darba laikā oksidācijas procesu rezultātā saņemtu pēc iespējas vairāk enerģijas, ar augstām darbspējām ir jābūt apveltītai gan sportista elpošanas orgānu sistēmai, gan sirdij, asinsvadiem un asinīm, gan arī muskuļu bioķīmiskajām struktūrām. Tādā veidā tieši trešās ķīmiskās reakcijas treniņš ir tas, kurš nodrošina cilvēka pilnvērtīgu un vispusīgu fizisko attīstību un labu veselību.
Sporta nodarbību laikā slodzes intensitāte nereti ir lielāka, nekā organisma spēja nodrošināt tās veikšanai nepieciešamo enerģiju tikai ar aerobajiem enerģijas resursiem vien, un tad tiek izmantotas arī anaerobās reakcijas. Šāda darba laikā organismā rodas skābekļa parāds, jo lielo skābekļa pieprasījumu skābekļa patēriņš nespēj nodrošināt. Skābekļa parāds ir starpība starp skābekļa pieprasījumu un skābekļa patēriņu, ko organisms kompensē pēc darba beigšanas.
Savukārt enerģijas ieguve ar anaerobo reakciju palīdzību ir neekonomiska, tāpēc skābekļa pieprasījums palielinās ļoti strauji – 1 litrs skābekļa, izmantots oksidācijas procesos, dod aptuveni 5 kcal enerģijas, turpretim, dzēšot skābekļa parādu, no katra litra skābekļa tiek iegūtas tikai 2,9 kcal.
Tēlaini izsakoties, anaerobā enerģijas ieguve ir kā pelņas kāra banka, kas aizdod uz gandrīz divas reizes lielākiem procentiem. Sportistu, kura rezultāts sacensībās ir atkarīgs no anaerobās enerģijas maksimālās izmantošanas, šis “aizdevums” glābj no “bankrota”. Gargabalniekam skrējējam šāds “aizdevums” ir neizdevīgs, jo to “atmaksāt” distances laikā var, vienīgi krasi samazinot ātrumu. Līdzīgu piemēru var atrast arī velosportā – grupas priekšgalā braucošais pārvar gaisa pretestību, izmantodams anaerobo enerģijas ieguvi, savukārt, pēc tam viņš relatīvi atpūšas aizvējā.
Dzīvības uzturēšanai oksidācijas ceļā iegūtā enerģija tiek izmantota visu mūžu, tās rezerves tiek papildinātas ar uzturu. Pēc literatūras datiem, cilvēkam ar 75 kg lielu ķermeņa masu ir šādas enerģētiskās rezerves: ATF - 1,2 kcal, KF - 3,6 kcal, glikogēns - 1500 līdz 2000 kcal, tauki - 50000 kcal. Divas stundas garā MTB sacīkstē sportisti izlieto ap 3000 kcal.
Protams, ar enerģētisko reakciju izpratni vien nepietiks treniņu programmas sastādīšanai, taču tas ir pirmais solis ceļā saprast kas ir kas.
