Da bi se kontrakovali, mišićima je potrebna energija, tačnije vrlo posebno gorivo, ATP. Možemo reći da su mišići poput mašina u kojima se hemijska energija pretvara u kinetičku. Osim što koriste energiju mišići je i proizvode, u slučaju dugotrajnog trčanja gotovo se sav ATP proizvede tokom treninga. Mišići proizvode ATP tokom trčanja pretvaranjem ATP-a u ADP, pri čemu se oslobađa energija u nizu hemijskih reakcija koje omogućavaju da se ADP ponovo vrati u oblik ATP-a koji opet daje energiju.

Šta to pokreće naše mišiće?

ATP je skraćenica za adenozin trifosfat, molekul sastavljen o četiri elementarna molekula, jednog molekula adenozina i tri molekula fosfata. Veza molekula fosfata (P) najbliža adenozinu drugačija je od drugih. Te druge veze, kada se raskinu daju energiju. Obično se kida najudaljenija veza od adenozina te otpušta energiju koju mišići mogu da koriste. Molekul se sada sastoji od adenozina i dva fosfata (jedan sa „energetskom vezom“) i zove se adenozin difosfat ili ADP.

Mišići mogu deponovati vrlo malu količinu ATP-a, što je dovoljno za prvih nekoliko metara trčanja. Da bi se rad mogao nastaviti mišići moraju proizvoditi još ATP-a, što i čine pomoću ostatka predhodnih reakcija, drugim rečima, mišići proizvode svo gorivo iz ADP-a i fosfata (P). To je moguće jer složeni enzimski sistemi koji se nalaze u svakom mišićnom vlaknu, mogu koristiti energiju koja se nalazi u drugim mišićima, većinom u obliku ugljenih hidrata i mast iz hrane.

Tri sistema za dobijanje energije

Resinteza ATP-a se događa na tri načina, odnosno pomoću tri energetska mehanizma: anaerobni alaktatni, anaerobni laktatni i aerobni. Svi sistemi izazivaju reakciju između ADP-a i fosfata gde se stvara molekul ATP. Razlika između tih energetskih sistema leži u izvoru energije koji se koristi za vezivanje ADP-a i fosfata u stvaranju ATP-a.

Anaerobni alaktatni sistem

Anaerobni alaktatni sistem je tipičan za kratkotrajne aktivnosti, trajanja najviše do 20 sekundi. Energija se stvara bez prisustva kiseonika i bez proizovdnje mlečne kiseline. Kada se pokrenemo iz mirovanja, naši mišići počinju da koriste male količine ATP-a koji se nalazi u mišićnim vlaknima, zatim i ATP stvoren zahvaljujući kreatinfosfatu (PCr), koji sadsrži jedan molekul keratina jednu fosfatnu „enrgetsku vezu“.

Kada se ta veza slomi, otpusti se energija koja se koristi za resintezu ATP-a iz ADP-a i P-a. Količina ATP-a koja se može pomoću njega njega proizvesti (četiri puta veća od zaliha ATP-a) ograničena je, jer se u mišićima nalaze male količine PCr-a. Ovaj sistem nije važan za rezultat pri dugotrajnom trčanju.

Anaerobni laktatni sistem

Anaerobni laktatni sistem je poznat i po imenu glikolitički sistem, jer se molekuli šećera (glukoliza) rastvaraju bez prisustva kiseonika. Energija iz ovog sistema se dobija prilikom trčanja submaksimalnin intenzitetom u trajanu od 20 sekundi do 3 -4 minuta. Molekuli šećera, tačnije glukoze, ne razlažu se u potpunosti, već samo do proizvodnje mlečne kiseline. U mišiću se zapravo ne stvaraju molekuli mlečne kiseline nego negativni joni laktata (LA-) i pozitivni joni vodonika (H+), te energija potrebna za proizvodnju ATP-a iz ADP-a i P-a.

Tokom trčanja se proizvodnja mlečne kiseline u mišićima po sekundi povećava kako trkač ubrzava. Do određene brzine organizam može eliminisati mlečnu kiselinu iz krvi. Obično je absorbuju drugi mišići ili mišićna vlakna istog mišića koji ju je proizveo, srce, jetra ili bubrezi, tako je nivo laktata u krvi uvek blizu bazalne vrednosti.

Mlečna kiselina se proizvodi u mišićima i otpušta u krv, gde je moguće izmeriti njenu koncentraciju. I u krvi i u mišićima prisutna je u dva jona, tj. od jednog molekula i jednog električno nabijenog atoma. Prvi je negativno nabijen molekul laktata (LA-), a drugi je pozitivno nabijen jon vodonika (H+). Vodonik je zapravo taj koji izaziva veću nelagodnost jer povećava nivo kiselosti (pH) u mišiću i može čak sprečiti njegov pravilan rad.

Kad se mišići zakisele

Smanjenje mišićne efikasnosti doživljavamo nakon trčanja velikom brzinom, jer se povećao nivo kiselosti. Kada se taj nivo poveća iznad određene vrednosti, u mišiću se događaju različite promene. Organizam će se postupno vratiti na stanje koje je bilo pre treninga, i u nekim slučajevima, to će mu omogućiti da toleriše veći nivo kiselosti. Joni vodonika ne samo da narušavaju rad mišića, već utiču i na mozak, jer kada se otpuste u krv, lako dolaze do moždane tečnosti koja ga okružuje. Zato visoka proizvodnja mlečne kiseline negativno utiče na bistrinu uma, koordinaciju pokreta i brzinu reagovanja. Ti se efekti delom mogu pripisati i amonijaku kojeg mišići takođe proizvode.

Aerobni sistem

Aerobni sistem je karakterističan po tome što se kod njega energija dobija uz prisustvo kiseonika. I u ovom sistemu se energija može dobijati iz molekula glukoze, ali za razliku od anaerbnog laktatnog sistema, ovde se glukoza u potpunosti razgrađuje zahvaljujći složenim biohemijskim reakcijama uz prisustvo kiseonika. Te reakcije se mogu odvijati i na temelju masnih kiselina. Glukoza i masne kiseline sagorevaju do ugljendioksida i  vode:

  • glukoza + kiseonik → ugljendioksid + voda + energija
  • masne kiseline + kiseonik → ugljendioksid + voda + energija

I u ovom sistemu se energija koristi za proizvodnju ATP-a iz ADP-a i P-a. Čak se mala količina energije dobija i iz reakcije sa aminokiselinama, elementarnim molekulima proteina. Kiseonik putem disanja ulazi u mišiće, tačnije u mitohondrije, ćelijske organele za produkciju aerobne energije. Rezultat na trci zavisi od količine kiseonika koja u minutu opskrbi mišićna vlakna, i od količine kiseonika koju mišićna vlakna mogu iskoristiti.