Pohyb svalu je založen na jeho stažení a následném uvolnění. Na stažení svalového vlákna (základní stavební jednotka svalu) je mu třeba dodat energii. Svaly ji získávají hned několika způsoby tak, aby byl zajištěna maximální efektivita mezi ukládáním energetických zásob a jejich čerpáním.

Přímým zdrojem energie buňky je molekula ATP (adenosintrifosfát). Ten je uložen přímo ve svalových buňkách a dokáže rychle zajistit energii na několik sekund (jednotky).

Následně je energie získávána ze systému ADP (adenosindifosfát) - Creatinfosfát (můžeme říci, že jde o rekuperační energetický systém při kterém se rychle obnovuje energeticky vyčerpané ATP). Ale i tento způsob zajistí energii pouze na dalších cca 15 sekund svalové práce.

Pokud tedy cvičíme nebo fyzicky pracujeme déle než pár sekund, je nutné získávat energii udržitelnějším způsobem. V první řadě to je štěpením zásobních polysacharidů, z nichž nejdůležitější je glykogen. Ten je uložen jednak ve svalech (asi 2/3 celkových zásob, které však postačí maximálně na 30-90 minut svalové práce) a dále pak v játrech (udržují stabilní hladinu cukru=glukózy v krvi - zásoba stačí na 16-24 hodin, pokud by nebyl doplňován). U sportovců je zásoba glykogenu podstatně větší a mohutnější svalový objem zajistí vyšší zásobu energie v těle. Sportujte!

Abychom z glykogenu mohli využít energii, je třeba jej nejprve enzymaticky rozštěpit (glykogenolýza) na jednotlivé molekuly glukózy, ze kterých se skládá. A z glukózy si pak začneme vyrábět ATP jako přímý zdroj energie. 

K nastartování regulérního procesu získávání energie z glukózy tzv. aerobním procesem (za přístupu kyslíku) je ale třeba čas, obvykle 1-2 minuty. Náš organismu musí zvýšit příjem kyslíku plícemi, zvýšit srdeční činnost abychom tento kyslík dopravili krví až k buňkám, do buněk a do cílové stanice - mitochondrií.

Ale svaly tak dlouho čekat nemohou a proto si umíme vytvářet energii z glukózy i za nepřístupu kyslíku - anaerobně. Tento proces však není energeticky příliš efektivní (vytváří se pouze 2 molekuly ATP z jedné molekuly glukózy) a vzniká při něm kyselina mléčná, která ve vyšší koncentraci poškozuje organismus. Proto se naše tělo snaží (i my se snažíme, např. důkladným rozcvičením před výkonem) tuto anaerobní fázi co nejvíce zkrátit nebo se jí úplně vyhnout.

Když už se do buněk podaří dopravit dostatek kyslíku může začít standardní aerobní proces získávání energie z molekul glukózy uvolněných rozštěpením glykogenu, při kterém vznikne z jedné molekuly glukózy 36 molekul ATP, voda, oxid uhličitý a teplo.

Celý systém hospodaření s energií je velmi složitý, zapojuje se do něj mnoho hormonů, nervových podnětů, psychický stav a ovlivňuje jej mnoho látek v krvi i v zásobárnách energie. Regulátory jsou např. parasympatikus, sympatikus, acetylcholin, adrenalin, noradrenalin, somatostatin, gastrin, sekretin, galanin, gastrický inhibiční peptid, cholecystokinin, ketolátky, metabolity z potravy  - aminokyseliny, mastné kyseliny a mnoho dalších.

Zjednodušeně můžeme říci, že hlavním regulačně-produkčním energetickým mechanismem je nedílná spolupráce dvou hormonů - inzulinu a glukagonu (jsou produkovány slinivkou-pankreas). Inzulin směřuje glukózu z krve do buněk, aby zde mohlo být syntetizováno ATP a ukládán glykogen do zásoby. A naproti tomu glukagon řídí štěpení glykogenu na glukózu (glykogenolýza) a uvolňování glukózy do krve v případě jejího nedostatku (hypoglykémie).

Energetické využití tuků a bílkovin

Za běžných fyziologických podmínek některé naše orgány používají jako významný zdroj energie ketolátky. Jde především o srdce, ledviny, částečně kosterní svalstvo. Ketolátky vznikají v těle chemickou přeměnou mastných kyselin uložených v tukové tkáni.

Mastné kyseliny (uvolněné z tuku lipolýzou) jsou dopraveny do jater, kde jsou z nich tzv. ????-oxidací produkovány molekuly acetylkoenzymu A (AcCoA), sloužícího jako nezbytná součást Krebsova (citrát) cyklu a na něj navazujícího dýchacích cyklu. V těchto cyklech je produkována čistá energie ve formě ATP (nebo GTP) s účinností až 70 %!

AcCoA je také využit pro tvorbu ketolátek. K nejdůležitějším patří acetoacetát a kyselina hydroxymáselná (hydroxybutyrát). Jako vedlejší produkt vzniká aceton, který vylučujeme dechem nebo močí (ledvinami), neboť je pro organismus toxický.

Hormonálně je celý proces opět řízen známými hormony - insulinem (snižuje tvorbu) a glukagonem (aktivuje tvorbu).

Je třeba si vážně uvědomit, že energetické využití sacharidů, bílkovin a tuků je přísně řízeno a v rovnováze.

Při hladovění, patologických stavech jako např. diabetes, různých dietách (nyní mediálně populárních ketodietách) dochází k narušování křehké rovnováhy našeho prostředí v organismu. Při dlouhodobém narušení takové rovnováhy (např. ketoacidoza, metabolická acidóza při zvýšeném odbourávání tuků s cílem získat z nich energii na úkor nedostatku sacharidů=glukozy v buňkách) dochází k celkovému poškozování organismu (nervový systém, ledviny, cévní systém a srdce, dehydratace, ztráty minerálních prvků a další)!!!

Energetická účinnost svalové práce se pohybuje kolem 20 %, což by se na první pohled mohlo zdát málo. Ale je třeba si uvědomit, že tyto procesy probíhají v prostředí, kde je nutné udržovat velmi přesně stabilní (ideální) životní podmínky a nemůžeme si dovolit např. při nadměrné zátěži chytit plamenem  nebo se otrávit kyslíkem (kyslík je v podstatě pro organismus jedovatý). Takže můžeme říci, když posoudíme všechny aspekty využívání energie svaly, že energetická účinnost je přesně taková, jaká má být. A tím nepochlebujeme nijak pánubohu.