Endogeno dihanje – kaj je to?
Dihanje je eden od najpomembnejših procesov, ki vpliva na fiziološko delovanje našega telesa. Gre za vrsto procesov, ki telesu dovajajo kisik in odvajajo ogljikov dioksid (zunanje dihanje), poleg tega omogočajo celicam in tkivom uporabo kisika za oksidacijo organskih snovi in sproščanje energije, ki je potrebna za njihovo delovanje (t.i. celično ali tkivno dihanje). Respiratorni sistem je priključen na vsak posamezen telesni organ. Začne se v pljučih vendar ne smemo pozabiti, da diha prav vsaka celica v telesu. Dihanje ni zgolj prehod kisika v kri in ogljikovega dioksida v zrak. Dihanje je motor življenja, ki zajema zapletene mehanizme, katerih intenzivnost vpliva na učinkovitost delovanja vseh sistemov v telesu.
V človeškem telesu potekajo tri vrste dihanja: aerobno (s kisikom), anaerobno (brez kisika) in endogeno (kombinacija anaerobnega in aerobnega dihanja). Označujeta ga dve vrsti kemičnih izmenjav in proizvodnja molekul ATP (adenozin trifosfat – najpomembnejša makroenergetska spojina, ki služi kot univerzalni vir kemične energije za vse organizme).
Aerobno dihanje je proces proizvodnje energije v celičnih mitohondrijih z uporabo molekul kisika iz zraka. Ta vrsta dihanja v običajnih okoliščinah prevladuje.Anaerobno dihanje je proces proizvodnje energije v celičnem citosolu brez molekul kisika iz zraka. To je nadomestni mehanizem dihanja, ki se vklopi, kadar pride do premajhne proizvodnje energije pri aerobnem dihanju – imenujemo ga tudi ‘druga sapa’. Endogeno dihanje je proces proizvodnje energije v celici predvsem z anaerobnimi mehanizmi z istočasnim minimalnim deležem aerobnega dihanja. Do te vrste dihanja pride kot posledica vadbe dihalnih tehnik – imenujemo ga tudi ‘tretja sapa’.
V normalnih okoliščinah prevladuje pri človeku aerobni način dihanja, torej proces oksidativne fosforilacije. Popolna oksidacija molekule glukoze v ogljikov dioksid vodi v proizvodnjo 32 molekul ATP. S stališča evolucije gre za napredek, saj aerobno dihanje prinaša zvišan donos energije, večjo dejavnost in rast živih organizmov, še posebej človeka.
glikogen + O2 -> H2O + H2O2 + 32 AT
molekula ATP
Večino molekul ATP proizvedejo mitohondriji. To so mikroskopski samoobnavljajoči delci za pretvorbo energije, ki jih obdajajo membrane, ki plavajo v citosolu (tekoče notranje celično okolje) in jih običajno poimenujemo energetske postaje celic ali celične elektrarne. Maksimalna dejavnost sistemov mitohondrijskega dihanja, pa prinaša nevarne stranske učinke. Znano je, da se 98% kisika, ki ga porabijo mitohondriji v procesu dihanja, pretvori v vodo, medtem ko iz preostalih 2% nastanejo supeoksidi, predvsem zaradi stranskih kemičnih reakcij, ki potekajo na začetku in na sredini verige mitohiondrijskih dihalnih fermentov. Superoksid se nato spremeni v vodikov peroksid (H2O2) in hidroksidni radikal (OHJ) – najmočnejši znani osidant, sposoben poškodovati katerikoli del žive celice.
Ena najbolj priljubljenih hipotez o telesnem staranju razlaga ta proces z nastankom različnih oblik aktivnega kisika, kakršen je tudi OHJ. Poslabšane življenjske razmere (denimo okoljske težave, prekomerna telesna obremenitev) prisilijo naše telo k obrambi pred bolj agresivnim okoljem. Poraba energije se poveča, s tem pa tudi glavni vir energije – pospeši se dihanje. Zaradi intenzivnejšega dihanja se poveča nastajanje aktivnega kisika, visoke ravni različnih oblik aktivnega kisika pa vodijo v pospešeno staranje in skrajšujejo dolgoživost. Tako lahko rečemo, da pridobljeno sposobnost za povečano dejavnost plačamo z zdravjem in skrajšano življenjsko dobo.
Obstaja pa še druga vrsta dihanja – anaerobno. Brez kisika, ali kadar ga ni dovolj, aerobno dihanje preide v anaerobno. Ta proces najlažje prikažemo s primerom intenzivnih telesnih naporov. Količina adenozin trifosfata (ATP) v mišicah je precej omejena (3,5-7,5 mmol/kg), kar pomeni, da se že po zelo kratkem času maksimalno intenzivne dejavnosti (1-3 s) zaloge v mišicah porabijo. Verjetno ni potrebno posebej poudarjati, da deluje istočasno cel sistem procesov, ki nadzorujejo reprodukcijo ATP. A ti biokemični procesi zahtevajo energijo. Ta se proizvaja s cepitvijo drugih nosilcev energije. Količina energije potrebne na enoto časa določa, kateri nosilci energije in oblika reprodukcije ATP bo uporabljena.
Ko pride do nenadne in izjemno intenzivne mišične dejavnosti iz stanja mirovanja, se ATP obnavlja s pomočjo kreatin fosfata (KP), ki je drugi najpomembnejši nosilec energije poleg ATP). Kreatin fosfat (KP) se priklopi na adenozin difosfat (ADP je produkt razpada ATP) in nastane kreatin in ATP.
KP + ADP – > kreatin (K) + ATP
Ker en mol kreatin fosfata proizvede približno en mol ATP, je donos energije tega procesa približno primerljiv z donosom ob razpadu ATP. Količina kreatin fosfata v mišicah je prav tako zanemarljiva (16-28 mmol/kg). Čeprav dostopna količina kreatin fosfata daje trikratno količino energije kot nastane s pomočjo ATP, se te zaloge energije po 7 do 12 sekundah izjemno intenzivnih telesnih naporov ali po 15 do 30 sekundah intenzivnejših telesnih naporov skoraj povsem izčrpajo. Nato je potrebno z dejavnostjo prenehati ali pa nadaljevati z zmanjšano intenziteto. Za nadaljevanje manj intenzivnih telesnih naporov so potrebni drugi nosilci energije.
ANAEROBNO DIHANJE
In tu nastopi anaerobno dihanje. Evolucijsko gledano predstavlja anaerobno dihanje zgodnejšo obliko dihanja, gre za proces glikolize. Ta se odvija v citosolu – tekoči notranji celični materiji, ki ni povsem strukturirana. Pri glikolizi molekule glukoze ne razpadejo povsem, ampak le v mlečno kislino, in proizvedejo 2 molekuli ATP. Za razliko od procesa oksidativne fosforilacije ta proces ne ne zahteva dodajanja energije.
In tu nastopi anaerobno dihanje. Evolucijsko gledano predstavlja anaerobno dihanje zgodnejšo obliko dihanja, gre za proces glikolize. Ta se odvija v citosolu – tekoči notranji celični materiji, ki ni povsem strukturirana. Pri glikolizi molekule glukoze ne razpadejo povsem, ampak le v mlečno kislino, in proizvedejo 2 molekuli ATP. Za razliko od procesa oksidativne fosforilacije ta proces ne ne zahteva dodajanja energije.
glikogen – > laktat + 2ATP
3D prikaz molekule ATP ——>
3D prikaz molekule ATP ——>
Ta biokemični proces se vklopi po nekaj sekundah intenzivne telesne dejavnosti. To vrsto dihanja zato poimenujemo ‘druga sapa’ ali ‘drugo dihanje’. Omenjeni mehanizem oskrbuje naše telo z energijo v začetnih trenutkih fizične dejavnosti, ko še ne dobivamo v celice dovolj kisika z aerobnim dihanjem. Ta mehanizem zagotavlja celicam energijo tudi v primeru nenadnih povečanj telesnih naporov. Za potrebe niza intenzivnih telesnih naporov v trajanju 10 – 30 sekund se energija ustvarja predvsem s kemično reakcijo glikolize.
Vsakdo je kdaj opazil neke vrste ‘ohlapnost’ ob pričetku dejavnosti ali treninga, nekakšno ‘telesno otopelost’ ob nenadnem povečanju telesnih naporov. Do tega pride zaradi tega, ker potrebuje sistem aerobnega dihanja določeno obdobje preden se vklopi, v vsem tem času pa zagotavljajo telesu energijo anaerobni mehanizmi.
Za pridobitev energije pri anaerobnem načinu dihanja koristi celica organske snovi, ki vsebujejo kisik – lipide, beljakovine in ogljikove hidrate, proces pa poteka brez prisotnosti molekularnega atmosferskega kisika. Ta proces je bolj ekonomičen in ščiti celice pred nevarnimi stranskimi produkti atmosferskega kisika. Delež anaerobnih procesov pri netreniranem človeku je relativno visok, v njegovi krvi pa je veliko laktata (mlečne kisline), od 15 do 25 mmol/l.
To močno prispeva k prekomerni oksidaciji telesa in onemogoča mišično dejavnost. Zakisanost telesa se poveča in vse bolj otežkoča nadaljni razpad glikogena, kar posledično pripelje do preprečitve ponovne tvorbe molekul ATP. Če pomanjkanje kisika traja dlje časa, se sproščanje energije in tvorba ATP zaustavita, zaradi pomanjkanja energije, ki je potrebna za izvajanje vitalnih življenjskih procesov, pa celica umre. To je razlog, zakaj lahko človeško telo koristi to vrsto dihanja relativno kratek čas.
A upoštevati je potrebno tudi proces nastajanja piruvata, ki se odvija pred procesom nastajanja mlečne kisline. Piruvat lahko celice uporabijo za pridobivanje energije ob pomoči molekularnega kisika v mitohondrijih v t.i. Krebsovem ciklusu (oz. ciklusu citroske kisline). Piruvična kislina se veže na mlečno kislino le v primeru pomanjkanja molekularnega kisika. Če torej lahko uravnavamo vnos molekularnega kisika v telo, ustvarjamo s tem ugodne razmere za proizvodnjo energije znotraj celice na najučinkovitejši način in zavarujemo celice pred dodatno mlečno kislino.
To nas privede do naslednjih zaključkov.Prvič. Ko se zniža delež aerobnih mehanizmov dihanja v organizmu, se zniža tudi odstotek tvorjenih oblik aktivnega kisika, ki so nevarni za same celice. Drugič. Ob hipoksiji začne naše telo za aktivno dihanje uporabljati anaerobne mehanizme. Ko zlagoma zmanjšujemo delež atmosferskega kisika v respiratornem sistemu, obenem povečujemo do maksimuma delež anaerobnega dihanja. Tretjič. Z natančno nadzorovano ravnjo hipoksije lahko z anaerobnimi mehanizmi dihanja zmanjšamo stopnjo nastajanja mlečne kisline. To zmanjšuje proces prekomerne oksidacije telesa, obenem pa ne onemogoča tekočega procesa proizvodnje energije znotraj celic. Pod temi pogoji lahko organizem preide na novo kakovostno raven procesov energetske presnove znotraj celic.
ENDOGENO DIHANJE
Sistem vadbe z Frolovim pripomočkom za dihalno vadbo nam omogoča zagotovitev vseh potrebnih okoliščin znotraj našega organizma. Ta edinstveni mehanizem celičnega dihanja se imenuje endogeno dihanje, in po analogiji izraza ‘druga sapa’, imenujemo to obliko dihanja ‘tretja sapa’. Gre za povsem posebno obliko dihanja. Ponaša se s prednostmi tako aerobnega kot tudi anaerobnega dihanja, obenem pa izničuje pomanjkljivosti obeh. Trajanje dihalnega cikla se poveča zaradi podaljševanja izdiha.
ENDOGENO DIHANJE
Sistem vadbe z Frolovim pripomočkom za dihalno vadbo nam omogoča zagotovitev vseh potrebnih okoliščin znotraj našega organizma. Ta edinstveni mehanizem celičnega dihanja se imenuje endogeno dihanje, in po analogiji izraza ‘druga sapa’, imenujemo to obliko dihanja ‘tretja sapa’. Gre za povsem posebno obliko dihanja. Ponaša se s prednostmi tako aerobnega kot tudi anaerobnega dihanja, obenem pa izničuje pomanjkljivosti obeh. Trajanje dihalnega cikla se poveča zaradi podaljševanja izdiha.
Ta sistem vadbe nam omogoča zložno zviševanje ravni hipoksije, znižuje delež aerobnega dihanja in s tem tvorbe prostih radikalov, ki ogrožajo naše celice. Anaerobni mehanizem dihanja se vklopi istočasno in nam dopušča ohranjanje ustrezno visoke ravni energetske presnove. Po tem načinu dihalne vadbe nekaj atmosferskega kisika vstopa v telo v rednih intervalih, s čemer se izognemo visokim vrednostim mlečne kisline in drugih kislih stranskih produktov, ki se shranjujejo v telesu, medtem ko se obdobja, ko dobiva celica energijo na anaerobni način, podaljšujejo. Tako lahko rečemo, da pridobi naše telo z endogenim dihanjem sposobnost maksimalne proizvodnje celične energije z najmanjšo količino atmosferskega kisika za intenziviranje biokemičnih procesov, najsi bo tvorbo novih snovi ali za odstranjevanje stranskih produktov metabolizma, kar je nemogoče brez energije.
Endogeno dihanje spreminja energetsko celično presnovo in zagotavlja optimalne pogoje delovanja vseh organov in sistemov. Če imunski sistem, krvni obtok in presnova delujejo kot je treba, se lahko celice lažje uprejo notranjim in zunanjim škodljivim dejavnikom ter se delovanje in zgradba posameznih organov popravi tudi po večletnih motnjah in težavah. Endogeno dihanje omogoča zgolj z urjenjem naših naših notranjih danosti ohranjanje dobrega zdravja, razvoj telesnih sposobnosti in zavira staranje, ne da bi se zato morali izogibati telesnim dejavnostim.
