Φυσιολογία της Άσκησης

Φυσιολογία της Άσκησης Άσκηση σε υποβαρικό υπερβαρικό περιβάλλον και σε περιβάλλον μικροβαρύτητας Βασίλειος Σπ. Τράνακας MSc Διαιτολόγος Διατροφολόγος Καθηγητής Φυσικής Αγωγής & Αθλητισμού, Επιστημονικός συν. Τ.Ε.Ι. Κρήτης

Ανθρώπινο σώμα - περιβάλλον Η αλλαγή του περιβάλλοντος στο οποίο ζει και ασκείται ένας αθλητής δεν αφήνει ανεπηρέαστες τις φυσιολογικές λειτουργίες του οργανισμού. Το ανθρώπινο σώμα έχει την ιδιότητα να ρυθμίζει και να προσαρμόζει τις λειτουργίες του ανάλογα με το περιβάλλον.

Ανθρώπινο σώμα - περιβάλλον Οι φυσικές συνθήκες μεταβάλλονται ανάλογα με την απομάκρυνση από το επίπεδο θαλάσσης όπου η βαρομετρική πίεση είναι 760mmHg ή 1 ατμόσφαιρα Σε υψόμετρο η πίεση μειώνεται υποβαρικό περιβάλλον Σε κατάδυση η πίεση αυξάνεται υπερβαρικό περιβάλλον Στο διάστημα υπάρχει μειωμένη βαρύτητα - μικροβαρύτητα

Υποβαρικό περιβάλλον - υψόμετρο Όταν οι αγώνες έχουν προγραμματιστεί σε τοποθεσία με υψηλό υψόμετρο για να αποδώσουν καλά οι αθλητές οφείλουν να εγκλιματιστούν πριν τον αγώνα. Ο εγκλιματισμός αποτελεί μια φυσιολογική διαδικασία η οποία πραγματοποιείται με ειδικές προσαρμογές στο ανθρώπινο σώμα. Οι προσαρμογές αυτές βοηθούν και επιτρέπουν στον αθλητή να ανέχεται καλύτερα τις αρνητικές επιδράσεις της υποξίας.

Υποβαρικό περιβάλλον - υψόμετρο Όταν οι αγώνες πραγματοποιούνται σε υψόμετρο η μείωση της απόδοσης είναι δεδομένη, λόγω της περιορισμένης παρουσίας οξυγόνου (υποξία), ακόμα και μετά από μεγάλη περίοδο προσαρμογής και εγκλιματισμού. Παρόλα αυτά στα αγωνίσματα ταχύτητας, εκεί όπου επικρατεί ο αναερόβιος μεταβολισμός και η προσπάθεια διαρκεί μερικά δευτερόλεπτα, τα αποτελέσματα είναι πάντοτε θετικά για τους αθλητές που αγωνίζονται σε υψόμετρο. Αυτό οφείλεται στη μειωμένη αντίσταση του αέρα και επιβεβαιώνεται από τις επιδόσεις που πραγματοποιήθηκαν στους Ολυμπιακούς αγώνες του Μεξικού σε υψόμετρο 2400 μέτρων.

Θετικές φυσιολογικές αλλαγές Κινητοποίηση ελεύθερων λιπαρών οξέων Αύξηση της αιμοσφαιρίνης του αίματος Αύξηση των τριχοειδών αγγείων Αύξηση των οξειδωτικών ενζύμων Αύξηση του όγκου των μιτοχονδρίων

Αρνητικές φυσιολογικές αλλαγές Αύξηση πνευμονικού αερισμού (άμεσα) Μείωση της ροής αίματος (ημέρες) Καταστολή ανοσοποιητικού (άμεσα ) Οξειδωτική δράση και καταστροφή ιστών Άμεση πρόκληση αφυδάτωσης Νόσος του βουνού και εγκαύματα Αύξηση αιμόλυσης και γλυκογονόλυσης Μείωση της προπονητικής έντασης

Υψόμετρο Πρόσληψη Ο2

Προσαρμογές υψομέτρου - blood doping Απελευθέρωση ερυθροποιητίνης Αύξηση ερυθροκυττάρων - αιμοσφαιρίνης Αύξηση συνολικού όγκου αίματος Βελτίωση της ικανότητας μεταφοράς οξυγόνου (αύξηση VO 2 max)

Προσαρμογές υψομέτρου Η πρόκληση για προπόνηση στο υψόμετρο προέρχεται από την έλλειψη οξυγόνου και τις αντίστοιχες αιματολογικές αλλαγές Living High Training Low

Πόσο ψηλά? Δεν ισχύει το «όσο πιο ψηλά, τόσο πιο καλά». Η πίεση του οξυγόνου μειώνεται κατά 30% πάνω από 3000 μέτρα (Όλυμπος 2918) και καθιστά δύσκολη την προπόνηση, ενώ στο επίπεδο των 1500 περίπου μέτρων (Πάρνηθα 1413) το υψόμετρο δεν θεωρείται αρκετά μεγάλο (Bailey & Davies 1997) για να αποδώσει ικανοποιητικά αποτελέσματα.

Υπερβαρικό περιβάλλον Υποβρύχια άσκηση Η βύθιση στο νερό εκθέτει το σώμα σε ένα υπερβαρικό περιβάλλον στο οποίο η εξωτερική πίεση είναι μεγαλύτερη από ότι στην επιφάνεια της θάλασσας. Για κάθε 10 μέτρα βάθους αυξάνεται η πίεση κατά 1 ατμόσφαιρα (Atm) (ή ~1 bar)

Βάθος - Πίεση

Καρδιαγγειακή απόκριση Μείωση καρδιακής συχνότητας κατά την κατάδυση έως 60% κυρίως λόγω: Διευκόλυνσης της επιστροφής του αίματος Αύξησης όγκου πλάσματος Ενεργοποίησης αντανακλαστικού του προσωπικού νεύρου (οφθαλμο- καρδιακό).

Υπεραερισμός Η εκούσια αύξηση του ρυθμού ή του βάθους της αναπνοής πριν την κατάδυση αυξάνει την απομάκρυνση του CO 2 από τους ιστούς και επιμηκύνει το χρόνο κρατήματος αναπνοής. Δεν αυξάνει όμως την περιεκτικότητα σε Ο 2. Το Ο 2 μπορεί να μειωθεί σε κρίσιμα επίπεδα, οδηγώντας σε απώλεια αισθήσεων πριν η συγκέντρωση CO 2 μας οδηγήσει στην επιφάνεια για αναπνοή.

Βύθιση στο νερό και πιέσεις αερίων Αύξηση βάθους αύξηση πίεσης προκαλεί : o µείωση του όγκου αέρα o Αύξηση µερικής πίεσης αερίων αύξηση διαλυτότητας τους σε ιστούς

Κατάδυση κρατώντας την αναπνοή Η παλαιότερη μορφή κατάδυσης Το ερέθισμα για αναπνοή όταν βρισκόμαστε κάτω απ το νερό κάποια στιγμή (σημείο καμπής) γίνεται πολύ δυνατό λόγω: Αυξημένης συγκέντρωσης αρτηριακού CO 2 το οποίο είναι το μέγιστο ερέθισμα για αναπνοή.

Υπολειμματικός όγκος πνευμόνων Κατά την κατάδυση συμπιέζεται το θωρακικό τοίχωμα (λόγω πίεσης) και μειώνεται ο όγκος του αέρα στους πνεύμονες. Ο όγκος των πνευμόνων μπορεί να μειωθεί έως τον υπολειμματικό όγκο του πνεύμονα. Υπολειμματικός όγκος είναι η ποσότητα αέρα που παραμένει στους πνεύμονες μετά από μέγιστη εκπνοή.

Αναλογία ολικής χωρητικότητας πνευμόνων / υπολειπομένου όγκου Το όριο βάθους για κατάδυση κρατώντας την αναπνοή καθορίζεται από την αναλογία ΟΧΠ/ΥΟ Η πίεση του νερού στα 20-30μ είναι αρκετή για να συρρικνώσει τον όγκο των πνευμόνων έως των υπολειπόμενο όγκο. Άτομα με μεγάλη χωρητικότητα και μικρούς υπολειπόμενους όγκους μπορούν να κατέβουν σε μεγαλύτερα βάθη (ama δύτες μαργαριταριών)

Ανθρώπινα όρια μέγιστο βάθος h p://youtu.be/pucpzf0rbaw

Κατάδυση με φιάλη Ο δημοφιλέστερος τρόπος κατάδυσης αντιστάθμιση πίεσης (πίεσης αέρα στους πνεύμονες πίεσης νερού) Η ώρα παραμονής εξαρτάται από το βάθος κατάδυσης Μεγάλο βάθος - μεγάλη παροχή αέρα μικρός χρόνος

Κατάδυση με φιάλη - κίνδυνοι Η εξίσωση της πίεσης αυξάνει τις μερικές πιέσεις όλων των αερίων στο μείγμα Αυξάνεται η διαφορά πίεσης αζώτου και οξυγόνου με αποτέλεσμα τη συσσώρευση τους στους ιστούς σε τοξικά επίπεδα.

Πνευμονοθώρακας - Εμβολή

Δηλητηρίαση οξυγόνου Η υψηλή μερική πίεση Ο 2 στον εισπνεόμενο αέρα (>318mmHg) αναγκάζει το Ο 2 να διαλυθεί στο πλάσμα καλύπτοντας τις μεταβολικές ανάγκες. Η παρουσία Ο 2 στην αιμοσφαιρίνη είναι μικρή και στο φλεβικό αίμα - η αιμοσφαιρίνη παραμένει κορεσμένη σε Ο 2. Το CO 2 δε δεσμεύεται επαρκώς από την κορεσμένη σε Ο 2 αιμοσφαιρίνη και μειώνεται η αποβολή του. Η υψηλή μερική πίεση Ο 2 μπορεί επίσης να περιορίσει την κυκλοφορία στο ΚΝΣ και να ερεθίσει τις αναπνευστικές οδούς οδηγώντας σε πνευμονία.

Νόσος δυτών Η υψηλή μερική πίεση του αζώτου (Ν) αναγκάζει περισσότερο άζωτο να εισέλθει / διαλυθεί στο αίμα και στους ιστούς. Κατά την γρήγορη ανάδυση δε μπορεί να αποβληθεί ικανοποιητικά από τους πνεύμονες και παγιδεύεται στο αίμα και στους ιστούς με τη μορφή φυσαλίδων Αυτό αποτελεί τη νόσο των δυτών ή αποσυμπίεσης η οποία εκδηλώνεται με πόνους κυρίως στους αγκώνες, γόνατα, ώμους. Εάν οι φυσαλίδες γίνουν έμβολα στο αίμα, εμποδίζουν τη φυσιολογική ροή και αυτό μπορεί να αποβεί μοιραίο.

Νάρκωση Αζώτου Το άζωτο αν και δεν είναι μεταβολικά ενεργό μπορεί να δράσει (κατά τη διάρκεια κατάδυσης ) σαν αναισθητικό. Η κατάσταση αυτή ονομάζεται νάρκωση αζώτου ή μέθη του βυθού (παρόμοια επίδραση με το αλκοόλ) Η κατάδυση σε βάθη >30μ είναι πιθανόν να εξασθενίσει την κρίση και να αγνοηθεί το πρόβλημα. Για αυτό σε βάθη >30μ αναπνέονται μίγματα αερίων κυρίως με ήλιο.

The martini effect

Ρήξη τυμπάνου Η αποτυχία εξίσωσης της πίεσης του έσω αυτιού με τους παραρρίνιους κόλπους (μέσω της ευσταχιανής σάλπιγγας) κατά τη διάρκεια κατάδυσης /ανάδυσης προκαλεί έντονο πόνο στο τύμπανο και ρήξη. Η πίεση αυτή εξισώνεται με φύσηγμα της μύτης (με μέτρια ένταση) με κλειστά ρουθούνια.

Υπερβαρικό περιβάλλον - Κίνδυνοι

Άσκηση & περιβάλλον μικροβαρύτητας (διάστημα) Μικροβαρύτητα όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις συνθήκες σε μηδενική βαρύτητα (0 g) ή σε μειωμένη βαρύτητα από αυτή της γης <1 g Η άσκηση αποτελεί αντίμετρο ενάντια στη φυσιολογική επιδείνωση της φυσικής κατάστασης που εμφανίζεται στο διάστημα.

Άσκηση & περιβάλλον μικροβαρύτητας (διάστημα) Οι αλλαγές που προκαλούνται σε παρατεταμένη έκθεση σε περιβάλλον μικροβαρύτητας είναι παρόμοιες με αθλητών που σταματούν να ασκούνται ή ηλικιωμένων. Ατροφία μυϊκών ινών (κυρίως IIa IIb) Οστεοπενία απομετάλλωση οστών Μείωση όγκου πλάσματος που προκαλεί προβλήματα κατά την επιστροφή στη γη

Zero g πτήσεις h p://youtu.be/inp56- xhku0

Βιβλιογραφία Γεωργάτσος Ι. Εισαγωγή στη βιοχημεία. Εκδόσεις Γιαχούδη, 2001. Διονυσίου- Αστερίου Α. Βιοχήμεία στην Ιατρική - Μεταβολικά διαγράμματα ΙΙ. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη Αθήνα 2004. Κλεισούρας Β. Εργοφυσιολογία. Εκδόσεις Συμμετρία 1997. Gleeson M. Biochemistry of exercise. In: Nutri on in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp. 17-38. Guyton A, Hall J, Ιατρική Φυσιολογία. Εκδόσεις Παρισιάνου Αθήνα 1998. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp. 171-183. Mc Ardle W, Katch F, Katch V, Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα 2001. Raven et all. Φυσιολογία της Άσκησης μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές εκδόσεις Λαγός, 2015. Τζιαμούρτας Α. (2012) 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. Wilmore H J, Cos ll LD. Φυσιολογία της άσκησης. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006.