Φυσιολογία της Άσκησης

Transcript

1 1 Φυσιολογία της Άσκησης Μεταβολικές αλλαγές, αερόβιες- αναερόβιες προσαρμογές κατά την άσκηση Βασίλειος Σπ. Τράνακας MSc Διαιτολόγος Διατροφολόγος Καθηγητής Φυσικής Αγωγής & Αθλητισμού, Επιστημονικός συν. Τ.Ε.Ι. Κρήτης

2 Αναερόβια ικανότητα 2 Η αναερόβια ικανότητα ορίζεται ως η ικανή εκτέλεση ενός σύντομου σε διάρκεια, αλλά μέγιστου σε ένταση έργου, κάτω από συνθήκες έλλειψης Ο 2. Ο αναερόβιος μηχανισμός παραγωγής ενέργειας χωρίζεται όπως και το χρέος οξυγόνου σε: αγαλακτικό και γαλακτικό

3 Αναερόβια ικανότητα 3 Ο αναερόβιος - αγαλακτικός μηχανισμός απελευθερώνει ενέργεια κατά τη διάσπαση δεσμών υψηλής ενέργειας, χωρίς να καταναλώνεται οξυγόνο και χωρίς να παράγεται γαλακτικό οξύ. Η μέγιστη ενεργειακή ισχύς του είναι 67 kcal το λεπτό ή 1 kcal το λεπτό ανά κιλό σωματικού βάρους.

4 Αναερόβια ικανότητα 4 Ο αναερόβιος - γαλακτικός μηχανισμός απελευθερώνει ενέργεια κατά την αποδόμηση του γλυκογόνου, στην αναερόβια γλυκόλυση, όπου επίσης δεν καταναλώνεται οξυγόνο, παράγεται όμως γαλακτικό οξύ. Η μέγιστη ενεργειακή ισχύς του είναι 25 kcal το λεπτό ή 0,3kcal το λεπτό ανά κιλό σωματικού βάρους. Από τον αναερόβιο - αγαλακτικό μηχανισμό εξαρτάται η απόδοση σε εκρηκτικά αγωνίσματα όπως στους δρόμους ταχύτητας, ρίψεις και άλματα.

5 Γαλακτικό οξύ 5 Το γαλακτικο οξυ που παράγεται κατα την άσκηση διαπερνα την κυτταρικη μεμβράνη και διαχέεται στο αίμα. Η μέγιστη συγκέντρωση του στο αίμα παρατηρείται λίγα λεπτα μετα τη λήξη της άσκησης και εξαρτάται απο : το ρυθμο παραγωγής του στα μυϊκα κύτταρο το ρυθμο διάχυσής του απο τα κύτταρα στο αίμα το ρυθμο απομάκρυνσής του απο το αίμα και το βαθμο εξουδετέρωσής του απο τα ρυθμιστικα συστήματα του αίματος.

6 Γαλακτικό οξύ 6 Όταν η ένταση της άσκησης είναι χαμηλότερη από 50% της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου παράγεται μικρή ποσότητα γ.ο. Ο ρυθμός παραγωγής του γαλακτικού οξέος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της άσκησης, δηλαδή το είδος, την ένταση, τη διάρκεια, και τη συχνότητα εκτέλεσής της, καθώς επίσης και από την κατάσταση του οργανισμού, την ηλικία, τη μυϊκή μάζα, και τις περιβαλλοντικές συνθήκες που γίνεται η άσκηση.

7 Γαλακτικό οξύ 7 Η παραγωγη γαλακτικου οξέος είναι χαμηλότερη όταν η άσκηση γίνεται : σε θερμο περιβάλλον σε χαμηλο υψόμετρο με προθέρμανση και με διαλείμματα

8 Γαλακτικό οξύ 8 Η μειωμένη παραγωγη γαλακτικου οξέος όταν προηγείται προθέρμανση οφείλεται στους ακόλουθους παράγοντες: στη βελτίωση της νευρομυϊκής συναρμογής στην ταχύτερη προσαρμογη των μεταβολικών εξεργασιών στα μυϊκα κύτταρα στην αύξηση της ροής του αίματος στους εργαζόμενους μυς

9 Αναερόβιο κατώφλι 9 Το γαλακτικό οξύ αρχίζει και συσσωρεύεται στο αίμα όταν η ένταση της άσκησης αντιστοιχεί στο 75% της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου για γυμνασμένους και στο 50% για αγύμναστους. Η ένταση αυτή σηματοδοτεί την ενεργοποίηση του αναερόβιου γαλακτικού μηχανισμού, ονομάζεται αναερόβιο κατώφλι και η τιμή του έχει ορισθεί στα 4mmoles/L αίματος.

10 Αναερόβιο κατώφλι 10 Η απομάκρυνση του γαλακτικού οξέος που συγκεντρώνεται μετά από έντονη άσκηση, επιταχύνεται όταν συνεχίζεται η άσκηση στη φάση της αποκατάστασης αλλά σε μέτρια ένταση (που δεν παράγει γ.ο.). Η ένταση αυτή συμπίπτει με την ένταση που επιλέγουν ασυνείδητα οι αθλητές για αποθεραπεία. Η άσκηση πρέπει να είναι συνεχής και όχι διαλειμματική. Η απομάκρυνση του γαλακτικού οξέος είναι ταχύτερη σε γυμνασμένους γιατί έχουν αυξημένη οξειδωτική ικανότητα.

11 Μυϊκό γλυκογόνο 11 Τα αποθέματα μυϊκού γλυκογόνου υπολογίζονται για ένα μέσο άνδρα 70 κιλών περίπου σε 450γρ. υπολογίζοντας ότι, η μυϊκή μάζα αντιπροσωπεύει το 40% του ολικού σωματικού βάρους, και η περιεκτικότητα των μυών σε γλυκογόνο είναι 16γρ. ανά κιλό μυϊκής μάζας. 16 γραμμάρια ανά κιλό μυϊκής μάζας (70x0,40x16 =448γρ.)

12 Μυϊκό γλυκογόνο 12 Υπάρχουν διαφορές στην περιεκτικότητα των διάφορων μυϊκών ομάδων. Η υψηλότερη συνήθως περιεκτικότητα παρατηρείται στους μυς των κάτω άκρων και η χαμηλότερη στους μυς των άνω άκρων. Όσο πιο έντονη είναι η μυϊκή προσπάθεια τόσο πιο γρήγορα εξαντλούνται τα αποθέματα γλυκογόνου. Η περιεκτικότητα μπορεί να τριπλασιαστεί με ένα συνδυασμό διαιτητικής αγωγής και άσκησης.

13 Μυϊκό γλυκογόνο 13 Μετά από παρατεταμένη και εξαντλητική προσπάθεια οι εργαζόμενοι μυς χρησιμοποιούν σαν πηγή ενέργειας, τα αποθέματα γλυκογόνου και όταν αυτά καταναλωθούν το άτομο εξαντλείται. Η επανασύνθεση του αρχίζει αμέσως μετά τον τερματισμό της άσκησης, με το 50% να αναπληρώνεται τις πρώτες 6 ώρες (με κατάλληλη διατροφή) και να ολοκληρώνεται σε 48 ώρες.

14 Η γαστρική λειτουργία κατά την 14 άσκηση Ο ρυθμός κένωσης του στομάχου κατα τη χορήγηση διαλύματος επηρεάζεται απο : την πυκνότητα του διαλύματος (θερμιδικο περιεχόμενο) τη θερμοκρασία του διαλύματος και την ένταση της άσκησης

15 Η γαστρική λειτουργία κατά την 15 άσκηση Η αιμάτωση του στομάχου αυξάνεται κατά την πρόσληψη τροφών και μειώνεται κατά την άσκηση, και η μείωση αυτή είναι ανάλογη της έντασης της προσπάθειας. Όταν η ένταση της άσκησης είναι 100% η σπλαχνική αιμάτωση μειώνεται κατά 80%. Το αίμα αυτό ανακατανέμεται στους εργαζόμενους μυς. Η μείωση της παροχής αίματος στα σπλάχνα κατά την άσκηση, μπορεί να υπολογιστεί και από την καρδιακή συχνότητα. Για κάθε αύξηση 3 καρδιακών παλμών αντιστοιχεί σπλαχνική αιμάτωση κατά 2%.

16 16 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα μεταφοράς οξυγόνου Καρδιακη παροχη Οι μεταβολές της καρδιακής παροχής οφείλονται σε αντίστοιχες προσαρμογές της καρδιακής συχνότητας και του όγκου παλμου. Όγκος παλμου Ο όγκος παλμου στους αθλητές αθλημάτων αντοχής είναι γενικα μεγαλύτερος απο ότι σε αθλητές αγωνισμάτων ισχύος και επιδεξιότητας. Η διαφορα αυτη οφείλεται σε διαφορετικές προσαρμογές του μυοκαρδίου. Η αριστερη κοιλία του μαραθωνοδρόμου έχει μεγάλη χωρητικότητα και κανονικο τοίχωμα για να διοχετεύει μεγάλες ποσότητες αίματος για πολυ χρόνο. Αντίθετα η αριστερη κοιλία ενός παλαιστη έχει μικρότερη χωρητικότητα και υπερτροφικο τοίχωμα για να αντιμετωπίζει υψηλές αρτηριακές πιέσεις.

17 17 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα μεταφοράς οξυγόνου Καρδιακη συχνότητα Μια απο τις σημαντικότερες ευεργετικές προσαρμογές της καρδιάς του αθλούμενου είναι η βραδυκαρδία η σταθεροποίηση δηλαδη της καρδιακής συχνότητας σε χαμηλότερα επίπεδα κατα την ηρεμία. Όγκος αίματος και αιμοσφαιρίνη Παρατηρείται αύξηση του όγκου αίματος και της αιμοσφαιρίνης μετα απο αερόβια προπόνηση.

18 18 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα μεταφοράς οξυγόνου Τριχοειδη αγγεία Η αερόβια προπόνηση αυξάνει αισθητα την πυκνότητα των τριχοειδών αγγείων που μέσω αυτών γίνεται η ανταλλαγη διαφόρων ουσιών και αναπνευστικών αερίων. Αιμάτωση μυών Η συνολικη αιμάτωση κατα τη μέγιστη προσπάθεια αυξάνεται λόγω της αυξημένης μυϊκής μάζας που προκαλείται με τη συστηματικη προπόνηση.

19 19 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα μεταφοράς οξυγόνου Πνευμονικός αερισμός Παρατηρείται σημαντικη αύξηση του μέγιστου πνευμονικου αερισμου που οφείλεται στην αύξηση τόσο του όγκου αέρα όσο και της αναπνευστικής συχνότητας. Η αύξηση αυτη συνοδεύεται και απο αύξηση των πνευμονικών όγκων.

20 20 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα κατανάλωσης οξυγόνου Μυοσφαιρίνη Η συγκέντρωση της μυοσφαιρίνης (μυογλοβίνης) αυξάνεται αισθητα στους μυς που ασκούνται. Μιτοχόνδρια Η αερόβια προπόνηση αυξάνει τον αριθμο και τον όγκο των μιτοχονδρίων (μιτοχονδριακη προσαρμογη ). Μιτοχονδριακα ένζυμα Παρουσιάζεται σημαντικη αύξηση της σουξινικής αφυδρογονάσης (ένζυμο- βηματοδότης στον κύκλο του Krebs), και της κυτοχρωμοξειδάσης

21 21 Αερόβιες προσαρμογές - Σύστημα κατανάλωσης οξυγόνου Αρτηριο- φλεβικη διαφορα οξυγόνου Οι παραπάνω ενδομυϊκές προσαρμογές της προπόνησης έχουν σαν αποτέλεσμα την αύξηση της αρτηριο- φλεβικη διαφορα οξυγόνου τόσο κατα την υπομέγιστη όσο και κατα τη μέγιστη προσπάθεια. Ενεργειακα υποστρώματα Η αερόβια προπόνηση αυξάνει τα αποθέματα μυϊκου γλυκογόνου και προάγει την κατανάλωση λιπαρών οξέων.

22 Αναερόβιες προσαρμογές 22 Δεσμοί υψηλής ενέργειας Αυξάνονται τα αποθέματα ΑΤΡ κατα 25% και CP κατα 40% περίπου. Ακόμη αυξάνεται κατα 35% το ένζυμο φωσφοκρεατινάση (διάσπαση CP). Αναερόβια γλυκόλυση Αύξηση της δραστηριότητας της φωσφοφρουκτοκινάσης κατα περίπου 80% διευκολύνοντας την αποδόμηση γλυκογόνου. Αύξηση επίσης της γαλακτικής αφυδρογονάσης (μετατροπη πυροσταφυλικου σε γαλακτικο ).

23 Νευρομυϊκές προσαρμογές 23 Μυϊκές ίνες Εκλεκτικη υπετροφία των μυϊκών ινών ανάλογα με τα προπονητικα ερεθίσματα. Μυϊκη δύναμη και αντοχη Η ικανότητα του μυός να αυξάνει τη δύναμη και συστολη του εξαρτάται απο τη μυϊκη ομάδα την ηλικία και το φύλο. Υπάρχει αλληλεπίδραση ερεθισμάτων με ερεθίσματα δύναμης βελτιώνεται και η μυϊκη αντοχη ερεθίσματα αντοχής επηρεάζουν κύρια την αντοχη.

24 Βιβλιογραφία 24 Γεωργάτσος Ι. Εισαγωγή στη βιοχημεία. Εκδόσεις Γιαχούδη, Διονυσίου- Αστερίου Α. Βιοχημεία στην Ιατρική - Μεταβολικά διαγράμματα ΙΙ. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη Αθήνα Μούγιος Β. Βιοχημεία της άσκησης, Εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα Τζιαμούρτας Α. Βιοχημεία της άσκησης (διαλέξεις μαθήματος) Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών, Πανεπιστημίων Δημοκρίτειου Θράκης, Θεσσαλίας, Τοκμακίδης Σ. (2012) Εφαρμοσμένη Φυσιολογία της άσκησης (διαλέξεις μαθήματος) Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών, Πανεπιστημίων Δημοκρίτειου Θράκης, Θεσσαλίας. Guyton A, Hall J, Ιατρική Φυσιολογία. Εκδόσεις Παρισιάνου Αθήνα Gleeson M. Biochemistry of exercise. In: Nutri on in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp Mc Ardle W, Katch F, Katch V, Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα Raven et all. Φυσιολογία της Άσκησης, μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές εκδόσεις Λαγός, Wilmore H J, Cos ll LD. Φυσιολογία της άσκησης. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006.