Накопление питательных веществ, содержащих энергию, - углеводов (глюкоза), белков (аминокислоты) и жиров (жирные кислоты) - представляет единый процесс. Излишки этих веществ накапливаются в виде жиров. Глюкоза может быть использована для синтеза аминокислот, а некоторые аминокислоты - для синтеза глюкозы. Однако эти -процессы ведут к затратам энергии, например, 5 % энергии теряется при накоплении глюкозы в мышцах в виде гликогена вместо ее непосредственного использования для продуцирования АТФ. Эта цифра увеличивается до 28 % при превращении глюкозы в жирные кислоты для депонирования.
Энергетические системы, использующие эти питательные вещества, работают не одна за другой (сначала система АТФ-КрФ, затем система анаэробного гликолиза и, наконец, аэробный метаболизм), а включаются одновременно, и их вклады изменяются в зависимости от уровня накопления, наличия кислорода и уровня двигательной активности.
Например, наличие кислорода влияет на то, какой субстрат используется для получения энергии. На один атом углерода жирной кислоты продуцируется 8,2 молекулы АТФ, и на один атом углерода молекулы глюкозы продуцируется только 6,2 молекулы АТФ. При ограниченном количестве кислорода глюкоза является более предпочтительным источником для аэробного метаболизма и единственным - для анаэробного окисления. Гормональные изменения, как следствие диеты и нагрузок, значительно влияют на энергетические потоки. Жирные кислоты вырабатывают энергию при помощи аэробной системы. Однако использование жирных кислот зависит от одновременного потока углеводов в энергетических путях для регенерации промежуточных соединений в цикле Кребса.
Без адекватного количества углеводов пищи жирные кислоты переходят на другой путь метаболизма. Поэтому вместо того, чтобы вести к продукции АТФ, жирные кислоты продуцируют кетоны. Только некоторые ткани, например мозг, могут использовать кетоны для производства энергии. Если запасы углеводов малы, то содержание кетонов может увеличиваться и вызывать утомление и несбалансированность метаболизма.
