Φυσιολογία της Άσκησης

Transcript

1 1 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΜΕΣΟΓΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ & ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ Φυσιολογία της Άσκησης Ορμονική ρύθμιση & Άσκηση Παναγιώτης Κανέλλος Διαιτολόγος-Διατροφολόγος, PhD Υπότροφος ΤΕΙ Κρήτης 2019

2 Ενδοκρινικό σύστημα 2 Αποτελείται από: αδένες ορμόνες όργανα στόχους ή υποδοχείς

3 Θέσεις κύριων ενδοκρινών αδένων 3

4 Ορμόνες 4 Χημικές ουσίες που εκκρίνονται από ένα κύτταρο ή αδένα σε ένα σημείο του οργανισμού Περιέχουν μηνύματα που μεταφέρονται μέσω του αίματος στα κύτταρα-στόχους Δρουν μέσω ειδικών υποδοχέων Ρυθμίζουν την αύξηση, την ανάπτυξη, τον μεταβολισμό, την αναπαραγωγή και ενισχύουν την ικανότητα του οργανισμού να αντεπεξέρχεται τόσο στο σωματικό όσο και το ψυχικό στρες Διατηρούν την ομοιοστασία παρεμβαίνοντας διορθωτικά σε οποιαδήποτε διαταραχή της

5 Κατηγορίες ορμονών 5 Στεροειδείς (λιποδιαλυτές) Μη στεροειδείς (υδατοδιαλυτές)

6 Στεροειδείς ορμόνες 6 Προέρχονται από τη χοληστερόλη και έχουν παρόμοια χημική διάρθρωση Διαχέονται εύκολα διαμέσου των μεμβρανών Περιλαμβάνονται ορμόνες που εκκρίνονται από: Τον φλοιό επινεφριδίων (κορτιζόλη, αλδοστερόνη) Τις ωοθήκες (οιστρογόνα, προγεστερόνη) Τους όρχεις (τεστοστερόνη) Τον πλακούντα (οιστρογόνα, προγεστερόνη)

7 Μη στεροειδείς ορμόνες 7 Δεν είναι λιποδιαλυτές, διαπερνούν τις κυτταρικές μεμβράνες δυσκολότερα σε σχέση με τις λιποδιαλυτές Χωρίζονται σε 2 υποκατηγορίες: Πρωτεϊνικές ή πεπτιδικές Αυτές που προέρχονται από αμινοξέα Στις τελευταίες ανήκουν: ορμόνες που εκκρίνονται από τον θυρεοειδή (θυροξίνη και τριιωδιοθυρονίνη) και από τον μυελό των επινεφριδίων (αδρεναλίνη και νοραδρεναλίνη)

8 Σύμπλεγμα ορμόνης-υποδοχέα 8 Κάθε ορμόνη είναι ειδικευμένη για έναν μόνο τύπο υποδοχέα με τον οποίο συνδέεται (Σχέση κλειδαριάς-κλειδιού) Οι υποδοχείς των μη στεροειδών ορμονών βρίσκονται πάνω στην κυτταρική μεμβράνη Οι υποδοχείς των στεροειδών ορμονών βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα κάθε κυττάρου

9 9 Μηχανισμός δράσης στεροειδών ορμονών

10 10 Μηχανισμός δράσης μη-στεροειδών ορμονών

11 Απελευθέρωση ορμονών 11 Οι ορμόνες απελευθερώνονται σε σχετικά σύντομα κύματα Υπάρχει διακύμανση των επιπέδων κατά τη διάρκεια μικρών περιόδων π.χ. μιας ώρας ή λιγότερο Έχουν συγκεκριμένη διάρκεια δράσης Παρουσιάζουν περιοδικότητα- μπορεί να εμφανίζουν καθημερινούς ή μηνιαίους κύκλους

12 Υπόφυση 12 Οπίσθιος λοβός: αντιδιουρητική ορμόνη (ADH) οξυτοκίνη Η ADH προάγει την κατακράτηση νερού, ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο αφυδάτωσης κατά τη διάρκεια έντονης εφίδρωσης και σκληρής άσκησης

13 Μηχανισμός διατήρησης υγρών από την ADH 13

14 Υπόφυση 14 Πρόσθιος λοβός: Έκκριση 6 ορμονών Αυξητική ορμόνη: Ισχυρό αναβολικό Ευοδώνει την αύξηση & υπερτροφία των μυών Υποκινεί τον μεταβολισμό του λίπους (λιπόλυση) Υψηλά επίπεδα κατά τη διάρκεια αερόβιας άσκησης και για ορισμένο διάστημα μετά την άσκηση

15 Θυρεοειδοτρόπος ορμόνη (TSH) 15 Αυξάνει κατά τη διάρκεια της άσκησης Ελέγχει την απελευθέρωση θυροξίνης & τριιωδοθυρονίνης Ως αποτέλεσμα αυξάνονται τα επίπεδα της θυροξίνης στο πλάσμα αλλά με μια καθυστέρηση

16 Θυρεοειδής αδένας 16 Θυροξίνη (Τ4) & τριιωδοθυρονίνη (Τ3): Αυξάνουν τον μεταβολικό ρυθμό Αυξάνουν την πρωτεϊνοσύνθεση Αυξάνουν το μέγεθος και τον αριθμό των μιτοχονδρίων Προάγουν τη γρήγορη πρόσληψη γλυκόζης στα κύτταρα Προάγουν τη γλυκόλυση & τη γλυκονεογένεση Προάγουν την κινητοποίηση των ΕΛΟ για οξείδωση

17 Επινεφρίδια 17 Μυελός επινεφριδίων Αδρεναλίνη & νοραδρεναλίνη (κατεχολαμίνες): Αύξηση καρδιακής συχνότητας και συσταλτικότητας της καρδιάς Αυξημένος μεταβολικός ρυθμός Αυξημένη γλυκογονόλυση Αυξημένη απελευθέρωση γλυκόζης & ΕΛΟ στο αίμα Ανακατανομή αίματος στους σκελετικούς μυς Αύξηση αρτηριακής πίεσης Αυξημένη αναπνοή

18 Επινεφρίδια 18 Φλοιός επινεφριδίων 30 διαφορετικές στεροειδείς ορμόνες (κορτικοστεροειδή) 3 σημαντικές κατηγορίες: Αλατοκορτικοειδή Γλυκοκορτικοειδή Γοναδοκορτικοειδή

19 Αλατοκορτικοειδή 19 Διατηρούν το ισοζύγιο ηλεκτρολυτών στο εξωκυττάριο υγρό, ειδικά του νατρίου και του καλίου Αλδοστερόνη: Υπεύθυνη για το 95% της δραστηριότητας των αλατοκορτικοειδών Αναγκάζει το σώμα να κατακρατήσει νάτριο και επομένως νερό Αντιστρατεύεται την αφυδάτωση

20 Γλυκοκορτικοειδή 20 Κορτιζόλη: βασικότερο γλυκοκορτικοειδές Υποκινεί τη γλυκονεογένεση Αυξάνει την κινητοποίηση των ΕΛΟ Μειώνει τη χρησιμοποίηση της γλυκόζης Υποκινεί τον πρωτεϊνικό καταβολισμό (απελευθέρωση αμινοξέων) Δρα ως αντιφλεγμονώδης ουσία Καταστέλλει ανοσολογικές αντιδράσεις Αυξάνει την αγγειοσυστολή που προκαλείται από την αδρεναλίνη

21 Πάγκρεας 21 Ινσουλίνη (υπεργλυκαιμία): Διευκολύνει τη μεταφορά γλυκόζης στα κύτταρα Προάγει τη γλυκογένεση Εμποδίζει τη γλυκονεογένεση Γλυκαγόνη: εκκρίνεται όταν μειώνεται η συγκέντρωση γλυκόζης (υπογλυκαιμία)

22 Ινσουλίνη 22 Άμεση απόκριση στις συγκεντρώσεις γλυκόζης (ιδίως κατά την άσκηση) Μείωση της έκκρισης των β-κυττάρων Ο βαθμός μείωσής της σχετίζεται άμεσα με τη διάρκεια της άσκησης -50 % στα επίπεδα πλάσματος μετά από 2 ώρες άσκηση Μικρότερη η μείωση σε υψηλής έντασης άσκηση

23 Γονάδες 23 Όρχεις & ωοθήκες: εκκρίνουν αναβολικές ορμόνες Όρχεις: ανδρογόνα (τεστοστερόνη) Τεστοστρόνη: ανάπτυξη χαρακτηριστικών ανδρικού φύλου ανάπτυξη & ωρίμανση ανδρικού ερειστικού συστήματος προαγωγή της αύξησης των σκελετικών μυών είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση των πρωτεϊνών στους μυς και την υπερτροφία τους

24 Νεφροί 24 Δε θεωρούνται σημαντικά ενδοκρινή όργανα Εκκρίνουν την ερυθροποιητίνη Ερυθροποιητίνη: Ρυθμίζει την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων Είναι σημαντική για τις προσαρμογές στην προπόνηση και στο υψόμετρο Άτομο που προπονείται σε υψόμετρο απελευθερώνει περισσότερη ερυθροποιητίνη

25 Ορμονικές αποκρίσεις στην έντονη άσκηση & προσαρμογές 25

26 Ρύθμιση μεταβολισμού γλυκόζης 26 Διατήρηση επιπέδων γλυκόζης στο αίμα Γλυκογονόλυση Γλυκονεογένεση Ορμόνες που αυξάνουν την ποσότητα γλυκόζης στο πλάσμα: Γλυκαγόνη Αδρεναλίνη Νοραδρεναλίνη Κορτιζόλη

27 Γλυκαγόνη 27 Σε ηρεμία προάγει τη διάσπαση ηπατικού γλυκογόνου και τον σχηματισμό γλυκόζης από αμινοξέα Κατά τη διάρκεια της άσκησης αυξάνει η έκκριση γλυκαγόνης Η αύξηση της γλυκαγόνης μπορεί να ανασταλεί με τη διατροφική πρόσληψη γλυκόζης (υδατανθράκων) πριν ή κατά τη διάρκεια της άσκησης

28 Γλυκαγόνη 28 Ισχυρή διεγερτική δράση απελευθέρωσης γλυκόζης από το ήπαρ Σε άσκηση <45 min: μικρές αυξήσεις ή μη ανιχνεύσιμες μεταβολές Σε υψηλής έντασης άσκηση μπορεί να παρατηρηθεί και μείωση των επιπέδων γλυκαγόνης του περιφερικού αίματος. Άσκηση >1 h οδηγεί σε αδιαμφισβήτητη αύξηση Κατά την άσκηση μέτριας έντασης και μεγάλης διάρκειας (>1,5 h) η συγκέντρωση της στην πυλαία φλέβα τετραπλασιάζεται

29 29 Γλυκαγόνη

30 Αδρεναλίνη-νοραδρεναλίνη 30 Η μυϊκή δραστηριότητα αυξάνει τον ρυθμό απελευθέρωσης των κατεχολαμινών Συνεργάζονται με τη γλυκαγόνη και αυξάνουν περαιτέρω τη γλυκογονόλυση Η αδρεναλίνη μπορεί να διπλασιαστεί μετά από 30 min άσκησης μέτριας έντασης και να δεκαπλασιαστεί μετά από 3 h Διαφορά στην απόκριση της νοραδρεναλίνης: είναι ταχύτερη και εντονότερη σε χαμηλούς ρυθμούς έργου

31 Κορτιζόλη 31 Αύξηση του καταβολισμού των πρωτεϊνών Αύξηση της γλυκονεογένεσης Μείωση της πρόσληψης γλυκόζης από τα μυϊκά και τα λιπώδη κύτταρα Αύξηση της διάσπασης τριγλυκεριδίων

32 Κορτιζόλη 32 Αύξηση της συγκέντρωσής της στο αίμα με οξεία άσκηση αντοχής και έντασης >60 % VO 2 max Μείωση με ένταση <50 % VO 2 max Αύξηση μετά από έντονη άσκηση με αντιστάσεις Οι αθλητές παρουσιάζουν ίδιες ή υψηλότερες συγκεντρώσεις ηρεμίας από μη αθλούμενους, αλλά μικρότερη αύξηση μετά από έντονη οξεία άσκηση

33 Αυξητική ορμόνη 33 Αυξάνει την κινητοποίηση των ΕΛΟ Μειώνει την κυτταρική πρόσληψη γλυκόζηςλιγότερη γλυκόζη χρησιμοποιείται από τα κύτταρα και περισσότερη παραμένει στην κυκλοφορία

34 Ρύθμιση μεταβολισμού λίπους 34 Το λίπος συμβάλλει λιγότερο από τους υδατάνθρακες στις ενεργειακές ανάγκες των μυών κατά τη διάρκεια της άσκησης Κατά τη διάρκεια άσκησης αντοχής μειώνονται τα αποθέματα υδατανθράκων και επομένως κινητοποιούνται και οξειδώνονται περισσότερα ΕΛΟ

35 Ρύθμιση μεταβολισμού λίπους 35 Τα ΕΛΟ αποθηκεύονται ως τριγλυκερίδια στα λιποκύτταρα και τις μυϊκές ίνες Τα τριγλυκερίδια ανάγονται σε ΕΛΟ και γλυκερόλη από τη λιπάση, η οποία ενεργοποιείται από: κορτιζόλη αδρεναλίνη νοραδρεναλίνη αυξητική ορμόνη

36 Ορμόνες-Ισοζύγιο Υγρών & Ηλεκτρολυτών 36 Το ισοζύγιο υγρών κατά τη διάρκεια της άσκησης είναι κρίσιμο για τη σωστή καρδιαγγειακή και θερμορυθμιστική λειτουργία Αλδοστερόνη & ADH

37 Μηχανισμός ρενίνης-αγγειοτενσίνηςαλδοστερόνης

38 ADH 38 Απελευθερώνεται ως απάντηση στην αιμοσυμπύκνωση Κατά τη διάρκεια της άσκησης η μετατόπιση νερού από το πλάσμα προκαλεί αιμοσυμπύκνωση Επίσης ο ιδρώτας οδηγεί σε αφυδάτωση και αυξάνεται η πυκνότητα του πλάσματος Αυξάνεται η οσμωτικότητα του αίματος και απελευθρώνεται ADH από την οπίσθια υπόφυση Επαναρροφάται νερό από τους νεφρούς

39 Ορμόνες-Ισοζύγιο Υγρών & Ηλεκτρολυτών 39 Οι ορμονικές επιδράσεις της αλδοστερόνης και της ADH παραμένουν για 12 έως 48 h μετά την άσκηση, μειώνοντας την παραγωγή ούρων και προστατεύοντας από περαιτέρω αφυδάτωση Η αύξηση επαναρρόφησης Na + από την αλδοστερόνη οδηγεί σε αύξηση Na + στο σώμα Για να αντισταθμιστεί μετατοπίζεται νερό στον εξωκυττάριο χώρο

40 Ορμόνες-Ισοζύγιο Υγρών & Ηλεκτρολυτών 40 Οι αθλητές που συμμετέχουν σε βαριά προπόνηση έχουν αυξημένο όγκο πλάσματος με αποτέλεσμα να εμφανίζεται αιμοαραίωση Η αιμοσφαιρίνη είναι μια από τις ουσίες που αραιώνεται η συγκέντρωσή της και να φαίνεται ότι έχουν αναιμία Τα επίπεδα αποκαθίστανται μετά από μερικές ημέρες ηρεμίας αφού αποβληθούν το πλεονάζον Na + και νερό

41 Κυτταροκίνες 41 Μεγάλη και ετερόκλητη οικογένεια πρωτεϊνικών ή γλυκοπρωτεϊνικών ρυθμιστών που παράγονται σε όλο τον οργανισμό Κάθε μόριο αυτής της οικογένειας αποκρίνεται στην άσκηση με διαφορετικό τρόπο Πολλές κυτταροκίνες (IL-4, IL-6, IL-10, IL-12) απελευθερώνονται κατά την άσκηση

42 Κυτταροκίνες 42 Η ιντερλευκίνη 6 (IL-6) είναι η πρώτη που αποκρίνεται στην άσκηση και έντονα, παρουσιάζοντας αύξηση έως και 100 φόρες Εκτός από αντιφλεγμονώδεις έχει και μεταβολικές δράσεις Μια σημαντική πηγή απελευθέρωσης της είναι ο σκελετικός μυς Έχει διατυπωθεί η υπόθεση ότι η IL-6 αποτελεί έναν μηχανισμό γνωστοποίησης της μεταβολικής κατάστασης του εργαζόμενου μυός στα άλλα όργανα

43 Κυτταροκίνες 43 Οι κυτοκίνες που εκκρίνονται από τους μυς ονομάζονται μυοκίνες Ο ακριβής ρόλος τους και η ρύθμισή τους είναι άγνωστα σε μεγάλο βαθμό και αποτελούν αντικείμενο εντατικών ερευνών Αρκετές κυτταροκίνες απελευθερώνονται και από τα λιποκύτταρα και ονομάζονται λιποκίνες ή αδιποκίνες

44 Λιποκίνες 44 Η λεπτίνη, η αδιπονεκτίνη, η βισφατίνη η απελίνη και η ρεζιστίνη είναι ορμόνες που παράγονται από τον λιπώδη ιστό και παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του μεταβολισμού και τον έλεγχο του βάρους Δεν παρατηρείται μεταβολή στην απελευθέρωση των παραπάνω ορμονών από τον λιπώδη ιστό, ως απόκριση σε μία συνεδρία άσκησης

45 Βιβλιογραφία 45 Διονυσίου-Αστερίου Α. Βιοχημεία στην Ιατρική - Μεταβολικά διαγράμματα ΙΙ. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη Αθήνα Dinas Y Koutedakis, AD Flouris -Effects of exercise and physical activity on depression. Irish journal of medical science, Gwendolyn et al. Obesity, Growth Hormone and Exercise, Sports Med, 43: , Mc Ardle W, Katch F, Katch V, Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα 2001 Jamurtas Α.Ζ., A.H. Goldfarb, S-C Chung, S. Hegde, C. Marino and I.G. Fatouros. Beta-endorphin infusion during exercise in rats does not alter hepatic and muscle glycogen. Journal of Sports Sciences 19, 1-5, Jamurtas, A.Z., Goldfarb, A.H., Chung, S-C., Hegde, S., Marino, C. β-endorphin infusion during exercise alters plasma glucose without affecting the levels of circulating catecholamines and FFA s in rats. Medicine and Science in Sports and Exercise, 32 (9), , Raven et al - Φυσιολογία της Άσκησης μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές Εκδόσεις Λαγός Δημήτριος, Αθήνα Sandri M. - Signaling in Muscle Atrophy and Hypertrophy Physiology 23: , Τζιαμούρτας Α. Βιοχημεία της άσκησης (διαλέξεις μαθήματος) Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών, Πανεπιστημίων Δημοκρίτειου Θράκης, Θεσσαλίας, Τοκμακίδης Σ. Εφαρμοσμένη Φυσιολογία της άσκησης (διαλέξεις μαθήματος) Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών, Πανεπιστημίων Δημοκρίτειου Θράκης, Θεσσαλίας, Wilmore H J, Costill LD. Φυσιολογία της άσκησης. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006.