Nell'agosto del 2008, ai Giochi Olimpici della XXIX edizione tenutisi a Pechino, la sportiva cinese Liu Chunhong ha stabilito un nuovo record mondiale sollevando un'asta da 158 kg nel sollevamento pesi, equivalente al peso di un uomo di media corporatura con una sola mano. Ma perché i muscoli umani sono così forti? Proprio come un motore necessita di elettricità per funzionare, e l'elettricità viene prodotta principalmente bruciando carbone o petrolio nelle centrali elettriche, anche i muscoli umani richiedono un "composto energetico" chiamato ATP per generare forza. Il "carburante" che produce l'ATP nelle cellule è principalmente il glucosio, che gli animali ottengono principalmente dalla digestione dell'amido (un polimero del glucosio) presente nel cibo.
Forse vi starete chiedendo: il "valore calorico" dei grassi è di 39 kJ/g, mentre quello del glucosio è di soli 17 kJ/g, perché non usare i grassi come "carburante" principale? La ragione è che la vita sulla Terra è nata nell'acqua, quindi tutti gli organismi utilizzano l'acqua come mezzo per le reazioni chimiche. I grassi contengono molta energia, ma sono molto poco solubili nell'acqua e difficili da trasportare nel sangue e nelle cellule, il che non soddisfa le rapide esigenze energetiche delle cellule, quindi possono essere usati solo in occasioni come il sollevamento pesi senza contrazioni muscolari intense.
Al contrario, il glucosio è altamente solubile nell'acqua e non richiede energia per entrare nelle cellule. Fin dai primi organismi unicellulari, il glucosio è diventato il "carburante" principale per l'acquisizione di energia e si è sviluppata una serie di "catene di reazioni chimiche" altamente efficienti per l'ossidazione del glucosio. Attraverso questa "catena", il glucosio viene ossidato in acqua e anidride carbonica, e l'energia rilasciata viene utilizzata per la sintesi di ATP. La sua efficienza è molto alta: 1 molecola di glucosio può produrre 32 molecole di ATP, con un'efficienza di conversione dell'energia paragonabile a quella dei motori delle automobili. Anche il corpo umano ha "ereditato" questa "catena di reazioni", che avviene all'interno di un organello cellulare chiamato "mitocondrio", motivo per cui i mitocondri sono definiti come "centrali elettriche" delle cellule.
Tuttavia, questo meccanismo di approvvigionamento non è sufficientemente affidabile. In caso di emergenza, se i muscoli devono svolgere attività intense per un periodo prolungato, il glucosio nel sangue potrebbe non essere sufficiente. Qualcuno potrebbe obiettare: non basterebbe semplicemente aumentare la concentrazione di glucosio nel sangue per rifornire meglio le cellule? Ma oltre a "dolcificare" la vita umana, il glucosio ha anche una "cattiva abitudine": si combina con l'ammino (-NH2) delle catene laterali delle proteine, danneggiando la loro funzione normale. Un'eccessiva concentrazione di glucosio nel sangue può causare una serie di conseguenze negative, come il diabete. Pertanto, la concentrazione di glucosio nel sangue deve essere mantenuta intorno ai 5 mmol, pari a circa 90 mg di glucosio per litro di sangue. Anche se non è possibile aumentare la concentrazione di glucosio nel sangue, il corpo umano è molto "intelligente" e dispone di diversi "mezzi di riserva".
Il primo consiste nell'aumentare il flusso di sangue nei muscoli durante l'attività fisica intensa. Durante l'esercizio intenso, il volume di sangue che scorre nei muscoli può aumentare di oltre 20 volte. Anche se la concentrazione di glucosio nel sangue non aumenta, il "passaggio" di un grande volume di sangue può fornire più glucosio e aumentare l'apporto di ossigeno ai muscoli, consentendo una "combustione" completa del glucosio.
Il secondo consiste nel trasformare il glucosio in glicogeno durante i periodi normali, da immagazzinare nelle cellule muscolari e epatiche. In caso di emergenza, il glicogeno epatico può tornare a glucosio ed entrare nel sangue per rifornire le cellule muscolari. Tuttavia, le cellule muscolari non sono così "altruiste" come quelle epatiche. Sono "entrare, non uscire" per quanto riguarda il glucosio, e il glicogeno muscolare viene utilizzato solo per scopi propri. Durante l'attività fisica intensa, quando la domanda di glucosio è elevata, parte del glicogeno viene trasformato in lattato mediante la "glicolisi", producendo al contempo un po' di ATP. È per questo che dopo un'attività fisica intensa i muscoli si sentono doloranti.Il terzo motivo è che il lattato si accumula nei muscoli.
Il terzo motivo è che l'ATP viene convertito in fosfocreatina, un po' come se si convertissero i soldi in "valuta estera" da conservare e poi convertirli nuovamente quando necessario. Se le cellule muscolari "immagazzinano" queste riserve, di solito non si verificano problemi di carenza di energia.