Pro efektivní činnost svalů je nevyhnutné dodávaní energie.
Svalové buňky ji mohou získávat jenom z ATP (adenosintrifosfátu). ATP je vysokoenergetická (makroergická) fosfátová sloučenina a je energetickou zásobárnou organismu. Při hydrolýze - štěpení na ADP (adenosindifosfát), se z jednoho molu ATP uvolní 32KJ(8 kcal) energie, která se pak využívá i při svalové kontrakci. Zásoba ATP ve svalech je malá a musí se při zátěži průběžně doplňovat. Jinou vysoce energetickou sloučeninou je CrP (kreatinfosfát).
Dosud užívanou jednotkou energie je jedna kalorie (cal), je to množství energie nutné k ohřátí 1 ml vody o 1 stupeň Celsia. Jednotkou SI je 1 Joul. Platí že 1 cal = 4,184 J.

Přeměnu energie chemických vazeb živin na makroergní vazby lze rozdělit na

1. rozpad živin, na základní složky, (polysacharidy na monosacharidy, bílkoviny na aminokyseliny, lipidy na mastné kyseliny a glycerol)
2. přeměna monosacharidů, mastných kyselin a aminokyselin na acetylkoenzym A
3. tvorba redukovaných ekvivalentů NADH a CO2 v citrátovém cyklu
4. reoxidace NADH v dýchacím řetězci se vznikem ATP a vody.

1. ATP/CrP - adenosintrifosfátový /kreatinfosfátový
2. aerobní
3. anaerobní.

ATP/CrP jsou okamžité, avšak velmi malé zásoby energie. Ve svalových buňkách se nachází malé množství ATP ( v průměru je to u muže 70 g). Při svalové činnosti se využívá jenom část svalů a obsah ATP pak nelze považovat za zásobu energie.
Dalším zdrojem okamžitě dostupné energie je CrP, který je ve svalech v koncentraci 3-4 x vyšší než ATP. Přenos fosfátové skupiny z CrP na ADP za vzniku ATP je velmi rychlý, ale jeho kapacita je omezená.

Při mírném tělesném zatížení a dostatečném přísunu kyslíku dochází k resyntéze makroergních fosfátových vazeb štěpením glykogénu, glukózy a mastných kyselin. Bilance proteinů, není při vytrvalostním výkonu příliš ovlivněna. Tato forma získávání energie spojená s přísunem kyslíku, se označuje jako aerobní - oxidativní forma získávaní energie.

Ve svalech se nachází glykogén, ze kterého procesem zvaným glykogenolýza vzniká glukóza. Tato se pak štěpí procesem zvaným glykolýza na pyruvát. Za aerobních podmínek s dostatečným přísunem kyslíku probíhá aerobní glykolýza, při které se pyruvát mění na acetylkoenzym A. Tento pak přechází do citrátového cyklu a následně dýchacím řetězcem za vzniku ATP. Čistý energetický zisk aerobní glykolýzy je 38 molů ATP na 1 mol glukózy.
Obsah glykogénu v játrech je 80 g (energetická zásoba 1280 KJ), ve svalech 300-400 g (energetická zásoba 5600 KJ) a v krvi cca 10 g(energetická zásoba 160 KJ).

Za anaerobních podmínek při nedostatečném přísunu kyslíku probíhá anaerobní glykolýza, při které se pyruvát mění na laktát. Čistý zisk anaerobní glykolýzy je jenom 2 mol ATP z 1 molu glukózy. Nadbytečný laktát se oxiduje v ostatních svalech, nebo přenáší krvi k oxidaci v srdečním svalu anebo k opětné resyntéze glukózy v játrech a ledvinách. Oběh laktátu vzniklého při zátěží ve svalech krvi do jater za vzniku glukózy a zpět krvi k využití jako zdroje energie do svalů se nazývá laktátový Coriho cyklus. Pokud nabídka laktátu převyšuje schopnost organismu jej odbourávat, stoupá jeho hladina v krvi a vzniká laktátová acidóza. Odbourávání laktátu při lehkém zatížení probíhá cca 0,5 mmol/l za minutu.
Podstatně déle se však laktát odbourává, pokud nezůstávají svalové buňky po zátěži aktivní.

Koncentrace laktátu ve svalech vede k jejich odpovídající koncentraci v krvi.

Koncentrace laktátu je měřitelná a označuje se jako hodnota, nebo hladina laktátu. Klidová hodnota laktátu v krvi se pohybuje mezi 0.5-1,8 mmol/. Až do hodnot laktátu 2 mmol/l, jde o aerobní látkovou výměnu. Pokud je nutná intenzivnější svalová práce a nedostačuje již přísun kyslíku, přecházejí svalové buňky na anaerobní glykolýzu. Tvoří se více laktátu, než může být odbouráno, v důsledku toho roste koncentrace laktátu v krvi. Tato fáze se označuje jako aerobně-anaerobní přechod, nebo aerobní práh (něm. aerobe Schwelle, angl. aerobic lactate threshold).

Dochází k následnému stavu -
pokud zvýšíme zátěž určité svalové skupiny a pak ji konstantně udržujeme, dochází nejdříve ke zvýšení koncentrace laktátu v krvi a následně k ustálení hladiny. Tvorba a odbourávání laktátu jsou nyní v rovnováze, mluvíme o tzv. steady state – ustáleném stavu.
Tento stav nastává i při dalším narůstajícím stupňovitém zatížení. Brzy je však dosaženo takového stupně zatížení, kdy i při konstantním zatížení tvorba laktátu převyšuje jeho odbourávaní.
Tento přechod označujeme jako anaerobní práh ( něm. anaerobe Schwelle angl. anaerobic lactate threshold).

Zkoumáním tréninku se nejdříve empiricky zjistilo, že anaerobní práh je na hodnotě laktátu 4 mmol/l v periferní krvi. Tento práh ovšem závisí od fyzického stavu výživových poměrů a jiných parametrů, proto byl zaveden pojem individuální anaerobní (aerobní ) práh.
Při mezních hodnotách zátěže již laktát stoupá drasticky, přičemž může dosáhnout až ke 25 mmol/l.

Vznik únavy při intenzívní svalové činnosti je podmíněný více faktory – kumulaci H+ a poklesem pH, nedostatkem glykogenu, kreatinfosfátu, poklesem glykemie a vzestupem poměru tryptofán/BCAA se zvýšením serotonínu. Nejedná se tedy o přímý vliv laktátu, jak se často uvádí.

Fundovanými vědeckými studiemi bylo prokázáno, že je možný cílený vytrvalostní trénink, založený na znalostech naměřených hodnot laktátu v krvi.
Markantní zvýšení vytrvalostní výkonnosti se projeví, pokud se sportovec pohybuje při tělesném zatížení v oblasti aerobně - anaerobního prahu. S tím je spojené zvýšení koncentrace enzymů, podílejících se na aerobní látkové výměně, přírůstek a zvětšování mitochondrií, zlepšení kapilárního cévního systému a efektivnější srdeční činnost.
Tyto faktory přispívají k tomu, že anaerobní práh je pak dosahován až při relativně vysokém zatížení.
Cíleným tréninkem v oblasti anaerobního prahu lze za daný čas dosáhnout maximálního zvýšení výkonu a tím maximálního tréninkového efektu.

Při přetěžujícím tréninku se překračuje anaerobní práh, což vede k vysokým koncentracím laktátu. Důsledkem překyselení svalových buněk se výkonnost postižených svalů rychle snižuje a trénink je neefektivní.

Jiný je průběh při extrémním, krátce trvajícím zatížení jako je sprint, při kterém je požadována rychlá a vysoká anaerobní dodávka energie. Zde budou svalové buňky cíleně trénovány na vysokou laktátovou toleranci.

Stanovení anaerobního prahu sportovce vypovídá o jeho aktuálním tréninkovém stavu, stejně jako o jeho špičkové zatížitelnosti.
Pravidelným měřením hodnot laktátu v delším časovém intervalu může být sledováno a zdokumentováno zvyšování výkonnosti sportovce.

Svaly mohou taky získávat energii oxidaci mastných kyselin uvolněných z triglyceridů.
Triglyceridy jsou uloženy v tukové tkání a v menším množství i ve svalech. Krvi jsou přenášeny do svalů, kde se oxidují za vzniku ATP, vody a oxidu uhličitého. Tuky jsou efektivní zásobárnou energie, ze které se uvolní 37 KJ/g v porovnání s 16 KJ/g u sacharidů. Celková energetická zásoba tuků je extrémně vysoká – u 70 kg muže s obsahem tuků 15 % což je 10 500 g, to představuje 388 500 KJ! oproti cca 7000KJ v sacharidech.

Zásoby glykogenu ve svalech a játrech stačí na 90-120 min. výkonu, proto je třeba sacharidy průběžně dodávat. Udává se 40-60 g/hod.

Energetická spotřeba v silničním závodě je cca 1000 kcal /hod.
Při etapových závodech jako Tour je to kolem 6000-7000 kcal /den, při horských etapách až 9000 kcal/den.

MUDr. Pažický ve spolupráci s Ivanem Svědíkem ISTT