1 – Các thông số cơ bản
VO2 (Volume oxygen per minute) là thể tích tính bằng đơn vị (ml) oxygen mà cơ thể tiêu thụ trong một phút. Thông số này phản ánh tốc độ chuyển hóa năng lượng trong cơ thể. VO2 max là thể tích oxygen tối đa mà cơ thể tiêu thụ trong vòng một phút, là thông số vàng để đánh giá mức độ khỏe mạnh về hệ tim mạch của một người. Khi tăng cường độ luyện tập, VO2 sẽ tăng cho đến khi đạt mức VO2 max, nghĩa là tốc độ chuyển hóa năng lượng của cơ thể đã đạt mức tối đa.
Luyện tập sức bền chính là tăng giá trịVO2 max, thông qua tăng hiệu quả cung cấp oxygen của hệ tim mạch đến các tế bào (tế bào nhận nhiều oxygen hơn) và mỗi tế bào sử dụng oxygen với hiệu suất tốt hơn (tăng số lượng ti thể, nhà máy năng lượng của tế bào)
Tỉ số trao đổi hô hấp (Respiratory exchange ratio = RER = R) là tỉ lệ thể tích CO2 thải ra trên thể tích Oxygen tiêu thụ. Tỉ lệ này thể hiện loại “nguyên liệu” mà cơ thể “đốt” để tạo ra năng lượng. Tỉ số này càng gần 1 thì tỉ lệ nguồn năng lượng từ carbohydrate càng nhiều.
Đối với các bài tập nước rút, các hoạt động thiên về sức mạnh thì carbohydrate sẽ là nguồn năng lượng chính (chỉ số R gần với 1). Các bài tập thiên về sức bền thì fat là nhiên liệu chính (chỉ số R thấp hơn 1).
ATP (adenosine triphosphate) là đồng tiền năng lượng của tế bào và chỉ có ATP mới được sử dụng trực tiếp như nguồn năng lượng cho việc luyện tập. Nói cách khác, các nhiên liệu như carbohydrate, fat, protein… đều phải trải qua bước “mã hóa” thành ATP trước khi được sử dụng. Và cũng đặc biệt quan trọng khi tế bào phải đảm bảo nồng độ ATP trong suốt quá trình hoạt động. Tương tự như việc bạn du lịch đến vùng quê hẻo lánh, bạn phải mang trong mình đủ tiền mặt (ATP) để tiêu xài, cho dù bạn có nhiều tiền như thế nào trong tài khoản (carbohydrate, fat, protein…) mà không có máy ATM để rút tiền mặt thì cũng vô ích.
Ở trạng thái nghỉ ngơi, nồng độ ATP trong tế bào được duy trì ở mức thấp ổn định. Khi vận động, tế bào phải sử dụng lượng ATP ít ỏi mà nó vốn có để duy trì trong …. vài giây. Sự tụt giảm nồng độ ATP này ngay lập tức kích hoạt nhiều con đường chuyển hóa khác nhau, từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau… để nhanh chóng sản xuất là ATP bù đắp vào tế bào.
Con đường yếm khí: nguyên liệu -> ATP mà không có sự hiện diện của oxygen. Cách này ít tốn thời gian hơn nhưng tạo ra ATP ít, kèm nhiều sản phẩm phụ là acid (gây mỏi cơ). Con đường chuyển hóa này diễn ra trong các hoạt động “nước rút”, đột ngột, đòi hỏi năng lượng ngay lập tức.
Con đường hiếu khí: nguyên liệu + oxygen -> ATP. Cách này tốn nhiều thời gian hơn (đủ đển oxygen được chuyên chở vào tế bào), ít sản phẩm phụ, tạo ra nhiều ATP hơn từ cùng một lượng nguyên liệu so với con đường yếm khí (gấp 30 lần). Con đường chuyên hóa này xảy ra ở các hoạt động cần năng lượng ổn định, duy không quá nhiều, duy trì trong thời gian dài.
Thứ tự sử dụng năng lượng của tế bào có thể tạm khái quát:
+ ATP/ CP có sẵn tại tế bào (nguồn năng lượng ngay lập tức)
+ ATP được sản xuất theo con đường yếm khí (nguồn năng lượng nhanh) từ glucose (và chỉ có glucose mới theo con đường yếm khí được)
+ ATP được sản xuất theo con đường hiếu khí (nguồn năng lượng oxy hóa)
2 – Chuyển hóa carbohydrate (CHO) trong luyện tập
CH trong cơ thể được dự trữ tại gan (20% liver glycogen) và cơ (80% muscle glycogen) và một phần rất nhỏ trong máu (plasma glucose, xét nghiệm đường huyết là thấy cái này nè). Glycogen là một phân tử lớn gồm nhiều đơn vị glucose kết hợp. Glycogen phải được cắt thành nhiều glucose rồi mới chuyển tiếp thành ATP được.
Tổng lượng năng lượng từ glycogen của toàn bộ cơ thể vào khoảng 2000kCal (cân năng khoảng 70kg), cũng không nhiều lắm nhỉ? So với lượng chất béo dự trữ trong các tế bào mỡ, triglycerate trong cơ và máu, toàn bộ lượng chất béo này nếu giải phóng hết sẽ cho khoảng 110.740 kCal (gấp khoảng 55 lần và chẳng bao giờ sử dụng hết đâu).
Phân tích một bài tập với mức độ (intensity, không phải thời gian luyện tập – duration nha): mức độ thấp (tốc độ oxygen tiêu thụ = 25% VO2 max, cảm nhận bằng tốc độ và mức độ thở dễ dàng), trung bình (50% VO2 max – thở hơi dồn dập) và cao (90% VO2 max – thở hấp hối): bài tập ở mức độ thấp sử dụng 90% năng lượng từ chất béo, trong khi bài tập ở mức độ cao sử dụng gần 75% năng lượng là từ glycogen. Việc sử dụng nguồn nhiên liệu nào còn phụ thuộc vào loại tế bào cơ được kích thích: tế bào cơ loại II ưa thích CH trong khi TB cơ loại I ưa chuộng chất béo là nguyên liệu để đốt (Phân loại nhóm cơ sẽ đề cập trong bài viết sau).
(Course phân tích kĩ hơn đường đi của CH qua từng giai đoạn tiêu hóa – chuyến hóa – dự trữ) nhưng túm lại là: Khi vận động ở mức độ thấp – vừa phải, cơ thể sẽ khởi động bằng sử dụng ATP tại tế bào, glucose tại thế bào, chất béo đồng thời cùng glycogen tại cơ làm nguồn nguyên liệu chính dưới con đường chuyển hóa hiếu khí (hiệu suất chuyển hóa cao), cho đến một “lúc nào đó”, tại thời điểm cross-over, cường độ luyện tập tăng dần thành mức nặng, cơ thể chuyển qua sử dụng glycogen làm nguồn năng lượng chính và một phần sử dụng con đường yếm khí. Mục tiêu của việc luyện tập là đẩy điểm cross-over này càng lâu càng tốt, để cơ thể cứ đều đều sử dụng chất béo theo con đường hiếu khí, vừa hiệu quả mà ít sản phẩm phụ là acid lactic đầu độc cơ.
Vậy tại sao khi luyện tập lại có hiện tượng tụt đường huyết? Sao cơ thể không sử dụng chất béo: Vì khi luyện tập mà bắt đầu ngay với cường độ cao (bài tập nặng, thở dồn dập là một dấu hiệu), cơ thể đã kích hoạt con đường yếm khí để duy trì nồng độ ATP trong tế bào, mà chỉ có glucose mới được dùng yếm khí như thế. Mặt khác, khi vận động nhanh và mạnh, mức độ cao, tế bào cơ nhóm II được sử dụng, mà nhóm cơ này lại rất chuộng glucose. Vậy là cơ thể đã không trải qua giai đoạn dùng chất béo một cách hiếu khí mà nhảy qua điểm cross-over, dùng trực tiếp glucose – glycogen, thậm chí còn dùng chúng một cách yếm khí tạo nhiều acid lactic. Khiến lượng đường trong cơ, trong máu nhanh chóng cạn kiệt, lượng dự trữ trong gan thì chưa kịp giải phóng bù đắp cho glucose máu (lưu ý glycogen trong cơ không giải phóng ngược lại vào máu được, chỉ có từ gan), cơ thì quá nhiều acid lactic nên dễ mỏi và căng.
Khi nào thì cơ thể sẽ mệt? Tại sao lại có carb load: Cơ thể sẽ rơi vào giai đoạn mệt mỏi (fatigue) khi lượng đường huyết tụt giảm. Cho dù bạn có luyện tập để điểm cross-over (điểm mà cơ thể nhảy từ chất béo sang CHO là nhiên liệu chính) xa đến mức nào, thì đến một lúc nào đó, nó sẽ đến. Khi đó, dù chất béo trong cơ thể vẫn còn, nhưng vì cơ thể sử dụng đồng thời chất béo và CHO là nhiên liệu, glucose trong máu đã giảm báo động, bạn sẽ cần bổ sung các sản phẩm tiếp CHO nhanh trong cuộc đua của mình. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nếu khi bắt đầu, lượng glycogen dự trữ trong cơ của bạn càng nhiều (thông qua việc tăng tỉ lệ CHO trong các bữa ăn trước ngày luyện tập/thi đấu), thì thời điểm rơi của mức đường huyết sẽ càng xa (tất nhiên là nếu bạn không phung phí mức dự trữ này cho việc bắt đầu quá nhanh hoặc mạnh, khiến lượng glycogen này bị chuyến hóa yếm khí đi mất).
Bài viết tiếp theo sẽ thảo luận về việc chuyển hóa chất béo và protein trong luyện tập.
Thanh Thao's Blog 