ΕΠΕΑΕΚ:ΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥ ΩΝ ΤΟΥ ΤΕΦΑΑ ΠΘ - ΑΥΤΕΠΙΣΤΑΣΙΑ ΜΥΙΚΗ ΚΟΠΩΣΗ (οξείες προσαρµογές) Γιάννης Κουτεντάκης, BSc, MA. PhD Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΦΑΑ, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας
Περιεχόµενο Μαθήµατος Ορισµός µυϊκής κόπωσης Θεµατική εξάρτηση της µυϊκής κόπωσης Συµπεράσµατα
Ορισµός Μυϊκής Κόπωσης (Οξείες Προσαρµογές) Στην καθοµιλουµένη, η µυϊκή κόπωση αναφέρεται στην οξεία εξασθένηση της απόδοσης λόγω της φυσικής δραστηριότητας. Όταν µετράται πειραµατικά, η µυϊκή κόπωση ποσοτικοποιείται ως µείωση της µέγιστης δύναµης που µπορεί να καταβάλλει ένας µύς (Fitts, 1996). Αν και µπορεί να συγχέεται η κόπωση µε τη µυϊκή αδυναµία και είναι συχνή ένσταση ασθενών µε ποικιλλία δυσλειτουργιών, ο όρος έχει πολύ πιο συγκεκριµένη έννοια σε πειραµατικές µελέτες. Σ αυτά τα πλαίσια, ο όρος κόπωση δεν θα πρέπει να χρησιµοποιείται για να περιγράψει µια εκτιµώµενη αδυναµία του µυός ή το τέλος της απόδοσης (εξάντληση). Κατά προτίµηση, η µυϊκή κόπωση περιγράφει την εργογενή εξασθένηση φυσιολογικών διεργασιών που µειώνουν τη µυϊκή δύναµη. Αυτές οι επιδράσεις αρχίζουν σύντοµα µετά την έναρξη της υφιστάµενης φυσικής δραστηριότητας.
ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΞΑΡΤΗΣΗ Η κόπωση δεν οφείλεται στην εξασθένηση µιας µοναδικής λειτουργίας αλλά αντιθέτως σε πολλούς µηχανισµούς, κινητικούς και αισθητικούς, οι οποίοι ποικίλλουν ανάλογα µε τη δραστηριότητα. Η µεταβλητότητα αυτή ορίζεται ως η θεµατική εξάρτηση της µυϊκής κόπωσης (Enoka, 1992). Οι φυσιολογικές λειτουργίες στις οποίες αναφέρεται η θεµατική εξάρτηση είναι οι εξής: 1. Κινητοποίηση του πρωτοταγούς κινητικού φλοιού. 2. Προώθηση των εντολών/ώσεων του ΚΝΣ στους κινητικούς νευρώνες. 3. Μύες και κινητικές µονάδες που ενεργοποιούνται. 4. Νευροµυϊκή διάδοση. 5. Συζευξη διέγερσης-συστολής. 6. ιαθεσιµότητα µεταβολικών υποστρωµάτων. 7. Ενδοκυττάριο περιβάλλον. 8. Μηχανισµός συστολής. 9. Ροή του αίµατος στους µύες.
ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΞΑΡΤΗΣΗ
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΝΤΟΛΗ Ηδιέγερση που προέρχεται από υπερνωτιαία κέντρα εξασθενεί κατά τη διάρκεια παρατεταµένων συστολών, κάτι που δεν συµβαίνει όταν λαµβάνουν χώρα εξαντλητικές συστολές υψηλής ισχύος. Η µεγιστοποίηση της δραστηριότητας που παρέχεται από το νευρικό σύστηµα στους µύες, αξιολογείται συγκρίνοντας την ισχύ που καταβάλλεται σε µια µέγιστη εκούσια συστολή (MVC) µε αυτή που προκύπτει τεχνιτά µέσω ηλεκτρικής διέγερσης (Allen, Mc Kenzie, & Gandevia, 1998). Η παράλληλη πτώση εκούσιας και προκλητής δύναµης υποδεικνύει τη µέγιστη επιστράτευση της κεντρικής εντολής κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας.υπάρχουν τουλάχιστο δυο περιπτώσεις όπου παρουσιάζεται η αδυναµία του ανθρώπινου οργανισµού να παράγει επαρκή κεντρική εντολή κατά τη διάρκεια εξαντλητικής δραστηριότητας: 1. Άτοµα που δεν έχουν µέγιστη παρακίνηση δεν παρουσιάζουν και παράλληλη πτώση εκούσιας και προκλητής ισχύος. 2. Μερικοί µύες είναι δυσκολότερο να κινητοποιηθούν µέγιστα από οτι κάποιοι άλλοι.
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΝΤΟΛΗ (Σχετικές Έρευνες) Το επίπεδο διαφόρων ορµονών που κυκλοφορούν στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό είναι σηµαντικό για την ικανότητα διατήρησης της κεντρικής εντολής σε παρατεταµένες προσπάθειες. 1. Από έρευνες σε επίµυες βρέθηκε οτι: Η αµφεταµίνη διεγείροντας το ΚΝΣ αυξάνει την παραµονή στην εξάντληση (Bhagat & Wheeler, 1973). Η 6-υδροξυντοπαµίνη, νευροτοξίνη που καταστρέφει τις κατεχολαµινεργικές ίνες, µειώνει το χρόνο που χρειάζεται εώς την εξάντληση (Heyes, Garnett, & Coates, 1985). 2. Σε έρευνα που έγινε σε ανδρικό πληθυσµό βρέθηκε οτι: Η έγχυση βουσπιρόνης, η οποία είναι αγωνιστής των εγκεφαλικών υποδοχέων σεροτονίνης, ανύψωσε τα επίπεδα προλακτίνης στον ορό, λόγω της αυξηµένης διέγερσης των υποδοχέων σεροτονίνης στον υποθάλαµο. Ως αποτέλεσµα, η αντοχή στο ποδήλατο µειώθηκε κατά 60% (Marvin et al., 1997).
ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΝΤΟΛΗ
ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΝΕΥΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ Σε µια άρθρωση, η εφαρµογή µυϊκής δύναµης µπορεί να επιτευχθεί µέσω ποικιλίας µοντέλων ενεργοποίησης. Εξαιτίας αυτού, το κινητικό σύστηµα έχει την επιλογή καθυστέρησης της επερχόµενης κόπωσης, µεταβάλλοντας τη συνεισφορά των συνεργών µυών στην παραγόµενη µυϊκή δύναµη, όταν η δραστηριότητα απαιτεί υποµέγιστες εντάσεις. Ακόµη και όταν οι µύες που χρησιµοποιούνται για την εκτέλεση µιας δραστηριότητας παραµένουν οι ίδιοι, µεταβολές στη δραστηριότητα αυτών των µυών µπορούν να διαφοροποιήσουν το ρυθµό πτώσης της δύναµης.
ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΝΕΥΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ
ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΝΕΥΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ
ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ Η δραστηριότητα των κινητικών µονάδων κατά τη διάρκεια εξαντλητικών συστολών εξαρτάται από την ένταση της άσκησης και τον τύπο της συστολής. Αύξηση της δραστηριότητας του ηλεκτροµυογραφήµατος κατά τη διάρκεια εξαντλητικών συστολών που διεξάγονται µε υποµέγιστη ισχύ εξαρτάται κυρίως από την επιστράτευση επιπρόσθετων κινητικών µονάδων.
ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ Η µελέτη των Miller et al. (1996), έδειξε οτι: 1. Κατά τη διάρκεια εξαντλητικών ανισοµετρικών συστολών οι περισσότερες κινητικές µονάδες αυξήσανε τον αριθµό των ενεργειακών δυναµικών που αποφορτίστηκαν κατά τη διάρκεια έκκεντρων και οµόκεντρων συστολών. 2. Αύξήθηκε ο ρυθµός εκκένωσης κατά τη διάρκεια της ισοµετρικής συστολής και καθώς η κόπωση εξελίσσονταν. 3. Χαµηλής διέγερσης υποκατωφλιακές κινητικές µονάδες περιστασιακά αποστρατεύονται κατά τη διάρκεια της έκκεντρης φάσης, που σηµαίνει οτι στην υποχωρητική φάση επιστρατεύονται κινητικές µονάδες µε υψηλότερο κατώφλι επιστράτευσης. Παρόλ αυτά, η αποστράτευση υποκατωφλιακών κινητικών µονάδων κατά τη διάρκεια έκκεντρων συστολών δεν εµφανίζεται ως πάγια τακτική.
ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ Οι µύες ταχείας συστολής έχουν υψηλότερη βέλτιστη ταχύτητα βράχυνσης, η οποία συνδιάζεται µε µικρότερη παραµονή δύναµής, προκειµένου να επιτευχθεί µεγαλύτερη παραγωγή ισχύος. Η επιστράτευση των κινητικών µονάδων εξαρτάται από την πρότερη δραστηριοποίηση των µυών (Person, 1993). Έπειτα από 4 εβδοµάδες ακινητοποίησης του χεριού 6 ανδρών και 6 γυναικών σε γύψο, αναπτύχθηκε από το σύνολο των γυναικών και έναν άνδρα, διακοπτόµενη ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα που οδήγησε σε αύξηση του χρόνου αντοχής κατά 207% σε σχέση µε τις αρχικές µετρήσεις. Το νέο αυτό πρότυπο διακοπτόµενης ΗΜΓ δραστηριότητας εµφάνισε µια εναλλαγή στην ενεργοποίηση µεταξύ επιλεγµένης οµάδας κινητικών µονάδων, σε αντίθεση µε την τυπική συσσωρευτική επιστράτευση κινητικών µονάδων, η οποία παρουσιάστηκε σε όλες τις άλλες καταστάσεις, τόσο πριν όσο και µετά την ακινητοποίηση, χωρίς να παρουσιάζει διαφορές στην απόδοση (Semmler et al., 1999,2000).
ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ
ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΗ ΙΑ ΟΣΗ Ηνευροµυϊκή διάδοση αντιστοιχεί στις διαδικασίες που απαιτούνται για τη µετατροπή ενός αξονικού δυναµικού ενέργειας σε δυναµικό ενέργειας του σαρκειλλήµατος. Η παρατεταµένη δραστηριότητα µπορεί να εξασθενήσει µερικές από τις διαδικασίες που εµπλέκονται στη νευροµυϊκη διάδοση, κάτι που µπορεί να συνεισφέρει στην πτώση της δύναµης που σχετίζεται µε την κόπωση. Η πιο συνηθισµένη δοκιµασία για την διάγνωση εξασθένησης της νευροµυϊκής διάδοσης στον ανθρώπινο οργανισµό είναι η µέτρηση των κυµάτων-μ πριν, κατά τη διάρκεια και µετά από µια εξαντλητική συστολή.
ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΗ ΙΑ ΟΣΗ Αυτού του είδους η µείωση στο εύρος των κυµάτων-μ συνήθως συµβαίνει σε µακράς δίαρκειας/ χαµηλής έντασης συστολές και λιγότερο συχνά σε σύντοµης διάρκειας/ υψηλής έντασης συστολές.
ΣΥΖΕΥΞΗ ΙΕΓΕΡΣΗΣ-ΣΥΣΤΟΛΗΣ Σε φυσιολογικές συνθήκες, η διέγερση από το νευρικό σύστηµα επιδρά στην ενεργοποίηση των µυών και τον επακόλουθο κύκλο των σταυρωτών γεφυρών. Επτά ακολουθίες σχετίζονται µε τη µετατροπή της διέγερσης (ενεργειακό δυναµικό) σε ενεργοποίηση της µυϊκής ίνας (Fitts, 1996). 1. ιάδοση ενεργειακού δυναµικού στο σαρκείληµµα. 2. ιάδοση ενεργειακού δυναµικού στα Τ-σωληνάρια. 3. Μετατροπή στην αγωγιµότητα του Ca 2+ από το σαρκοπλασµατικό δίκτυο. 4. Κινητικότητα Ca 2+ από τη συγκέντρωση της πυκνότητας µέσα στο σαρκόπλασµα. 5. Επαναπρόσληψη Ca 2+ από το σαρκοπλασµατικό δίκτυο. 6. έσµευση του Ca 2+ στην τροπονίνη και 7. Αλληλεπίδραση µυοσίνης και ακτίνης, και το έργο που εκτελείται από τη σταυρωτή γέφυρα.
ΣΥΖΕΥΞΗ ΙΕΓΕΡΣΗΣ-ΣΥΣΤΟΛΗΣ Για να αποδοθεί η κόπωση του ανθρώπινου οργανισµού στην εξασθένηση της σύζευξης διέγερσης-συστολης θα πρέπει να αποδειχθεί οτι η πτώση της δύναµης δεν µπορεί να οφείλεται σε νευρικούς ή µεταβολικούς παράγοντες. Οι µεταβολικοί παράγοντες είναι αυτοί που παρεµβαίνουν πρώτοι µε την εµφάνιση της κόπωσης των µυοϊνιδίων που προκαλείται από την εξασθένηση της λειτουργίας των σταυρωτών γεφυρών. Η κόπωση αυτή έχει ως αποτέλεσµα µείωση στην ισοµετρική δύναµη αλλά και στην ταχύτητα βράχυνσης (Edman, 1995). Οι νευρικοί παράγοντες εµφανίζονται αργότερα και κατά τη διάρκεια συστολών υψηλής ισχύος µε τη µορφή της ανεπαρκούς ενεργοποίησης. Η ανεπάρκεια αυτή προκαλείται από τη µείωση της ευαισθησίας των µυϊκών ινών στο Ca 2+ και την ελλάτωση της απελευθέρωσης Ca 2+ από το σαρκοπλασµατικό δίκτυο. Απόδειξη εξασθένησης της σύζευξης διέγερσης-συστολής είναί: 1. Η µεγαλύτερη µείωση της ανταπόκρισης της ηλεκτρικά προκαλούµενης σύσπασης από την τετανική ή τη µέγιστη εκούσια συστολή. 2. Η παρατεταµένη ανάληψη από χαµηλής συχνότητας ηλεκτρική διέγερση, γνωστή και ως κόπωση χαµηλών συχνοτήτων.
ΣΥΖΕΥΞΗ ΙΕΓΕΡΣΗΣ-ΣΥΣΤΟΛΗΣ
ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ υο σηµαντικοί παράγοντες στη µυϊκή συστολή είναι η διέγερση του µυός από το νευρικό σύστηµα και η παροχή µεταβολικής ενέργειας στις σταυρωτές γέφυρες. Τα προϊόντα του ενεργειακού µεταβολισµού είναι επίσης γνωστό οτι επηρεάζουν τη µυϊκή ισχύ. ηµοφιλή υποψήφιο αυτών των προϊόντων απότελεί η συγκέντρωση H +, η οποία καίτοι µπορεί να αναστείλλει τη γλυκόλυση, δεν απότελεί κύριο µηχανισµό της µείωσης της ισχύος σε φυσιολογικές θερµοκρασίες. Είναι πιθανό οτι άλλα προϊοντα της υδρόλυσης του ΑΤΡ (π.χ. Mg- ADP, Ρ i ) συνεισφέρουν στην πτώση της ισχύος. Τα µεταβολικά προϊόντα της φυσικής δραστηριότητας φαίνεται να επηρεάζουν την απόδοση και να διαφέρουν ανάλογα µε τον τύπο της µυϊκής συστολής. Η διαφορά στο ενεργειακό κόστος µεταξύ διαφορετικού είδους µυϊκών συστολών εξηγεί σε µεγάλο βαθµό διαφορετικά επίπεδα κόπωσης (Jones, 1993).
ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ
ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ
ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ
ΡΟΗ ΑΙΜΑΤΟΣ Κατά τη διάρκεια µυϊκής δραστηριότητας, η αύξηση της ροής του αίµατος στους µύς είναι απάραίτητη για τον εφοδιασµό υποστρωµάτων, τη µετακίνηση µεταβολιτών και την απώλεια θερµότητας στον ανθρώπινο οργανισµό. Όταν όµως ένας µύς είναι ενεργός, υπάρχει αύξηση της ενδοµυϊκής πιέσεως, η οποία συµπιέζει τα αιµοφόρα αγγεία και φράσσεί τη ροή του αίµατος όταν αυτή υπερβαίνει τη συστολικη πίεση. Αντιθέτως, όταν η πίεση του αίµατος αυξάνεται ξεπερνώντας την ενδοµυϊκή πίεση, υπάρχει µια σηµαντική αύξηση στο χρόνο αντοχής για συσπάσεις στις οποίες η ισχύς είναι µικρότερη από το 60% της µέγιστης (Fitzpatrick et al., 1996). Μείωση στη ροή του αίµατος (ισχαιµία) έχει επιπτώσεις στη µηχανική απόδοση, ανεξάρτητα από τη µείωση της περιεκτικότητας του αίµατος σε οξυγόνο (υποξαιµία). Η αύξηση στη ροή του αίµατος που συνδέεται µε την υπερέγχυση ενδέχεται να ελλατώνει την ανασταλτική επίδραση της συσσώρευσης των µεταβολιτών µέσω της καλύτερης µετακίνησής τους. Η ικανότητα του µυός να αναπτύσσει ισχύ είναι ευαίσθητη σε µεταβολές της αρτηριακής πίεσης του αίµατος (Wright et al., 2000).
ΡΟΗ ΑΙΜΑΤΟΣ
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Επειδή οι µηχανισµοί που προκαλούν µυϊκή κόπωση ποικίλλουν ανάλογα µε τα χαρακτηριστικά της εκάστοτε δραστηριότητας, θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να αναγνωρίζεται ο υπεύθυνος ή ο κατεξοχήν µηχανισµός που εξασθενεί οδηγώντας στην εµφάνιση του φαινοµένου της κοπώσεως. Μέσα από τη µεγάλη αυτή ποικιλλία στον όγκο και τις µεθόθους της επιβάρυνσης, και σε συνέχεια των παρόντων ερευνητικών δεδοµένων, προκύπτουν νέα ερωτήµατα προς απάντηση όπως: Κάτω από ποιές συνθήκες η παραγωγή Mg-ADP συνεισφέρει στην εµφάνιση µυϊκής κόπωσης;
ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ