1 Φυσιολογία της Άσκησης Μυϊκό σύστημα Δομή & λειτουργία Βασίλειος Σπ. Τράνακας MSc Διαιτολόγος Διατροφολόγος Καθηγητής Φυσικής Αγωγής & Αθλητισμού, Επιστημονικός συν. Τ.Ε.Ι. Κρήτης
Αντικείμενο της φυσιολογίας της άσκησης 2 Βασικές αρχές της κίνησης Μυς και λειτουργία τους Έλεγχος της κίνησης Νευρομυϊκές προσαρμογές με την άσκηση
Αντικείμενο της φυσιολογίας της άσκησης 3 Παροχή ενέργειας για κίνηση Μεταβολικά ενεργειακά συστήματα Αναερόβια - αερόβια ικανότητα. Ορμονική ρύθμιση Καρδιακή και αναπνευστική λειτουργία σε σχέση με την απόδοση Βιολογικές προσαρμογές από την προπόνηση Θερμορύθμιση κατά την άσκηση Διατροφή και ο ρόλος της στη σωματική απόδοση Εργογόνα βοηθήματα Εφαρμοσμένη φυσιολογία σε αθλήματα
ΠΙΝΑΚΑΣ 1.3 Οφέλη της τακτικής σωματικής δραστηριότητας για την υγεία Παιδιά και έφηβοι 4 Ισχυρά επιστηµονικά στοιχεία Μέτρια επιστηµονικά στοιχεία Ενήλικες και ηλικιωµένοι Ισχυρά επιστηµονικά στοιχεία Μέτρια έως ισχυρά επιστηµονικά στοιχεία Μέτρια επιστηµονικά στοιχεία Σημείωση: Η Συμβουλευτική Επιτροπή των Κατευθυντήριων Οδηγιών Σωματικής Δραστηριότητας για Αμερικανούς, 2008, ταξινομεί τα διαθέσιμα επιστημονικά στοιχεία για τα οφέλη της σωματικής δραστηριότητας στην υγεία ως ισχυρά, μέτρια ή ασθενή. Για το σκοπό αυτό η επιτροπή συνυπολόγισε τον τύπο, τον αριθμό και την ποιότητα των διαθέσιμων μελετών, καθώς και τη συνέπεια των ευρημάτων στις διάφορες μελέτες που εξέτασαν κάθε έκβαση υγείας. Η επιτροπή έλαβε επίσης υπ όψη της στοιχεία αιτιότητας και δοσοεξαρτώμενης απόκρισης. Πηγή: Κατευθυντήριες Οδηγίες Σωματικής Δραστηριότητας για Αμερικανούς, 2008. Ουάσιγκτον, Υπουργείο Υγείας και Κοινωνικών Υπηρεσιών των ΗΠΑ, Αναρτημένο στη διεύθυνση http://www.health.gov/paguidelines/
Φυσική κατάσταση - συνιστώσες 5 Καρδιοαναπνευστική αντοχή Μυϊκή ευλυγισία Σύσταση σώµατος Συντονισµός Ευκινησία Ταχύτητα Fitness & Wellness, Inc. Μυϊκή δύναµη και αντοχή Ισορροπία Χρόνος αντίδρασης ύναµη Εικόνα 1.3 Συνιστώσες της φυσικής κατάστασης που σχετίζεται με την υγεία και της φυσικής κατάστασης που σχετίζεται με κινητικές δεξιότητες. (Από Hoeger, W. W. K., και S. A. Hoeger. 2010. Εικόνες 1.11 και 1.12 στο Lifetime physical fitness & wellness, 11η εκδ. Belmont, CA: Brooks/Cole-Cengage Learning.)
Τύποι μυών 6 Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται απο τρεις τύπους μυών με βάση: τη δομη τις συσταλτικές ιδιότητες και τους μηχανισμούς ελέγχου τους
Τύποι μυών 7 Λείοι - ακούσια κίνηση Σκελετικός - εκούσια κίνηση Καρδιακός - ακούσια κίνηση
8 Τύποι σκελετικών μυών
Δομή σκελετικού μυός 9 Ανθρώπινο σώμα - 792 μυς - 100 αρθρώσεις Κάθε μυς περιβάλλεται από έναν ινώδη συνδετικό το επιμύιο, που περικλείει χιλιάδες μυϊκές ίνες συγκροτημένες σε δεμάτια. Κάθε μυϊκό δεμάτιο περιλαμβάνει περίπου 150 μυϊκές ίνες και περιβάλλεται επίσης από έναν υμένα, το περιμύιο. Κάθε μυϊκή ίνα ξεχωρίζει από τις γειτονικές της, με έναν άλλο λεπτό υμένα, το ενδομύιο.
10 Δομή σκελετικού μυός
Τένοντες Μυοτενόντια ενότητα 11 Οι προστατευτικοί υμένες σχηματίζουν τον ανθεκτικό συνδετικό ιστό, τον τένοντα, με τον οποίο μεταβιβάζεται η δύναμη που παράγει ο μυς στο σημείο κατάφυσής του (περιόστεο) και έτσι προκαλείται η κίνηση. Ο μυς μαζί με τους τένοντες του (έκφυση-κατάφυση) αποτελεί τη μυοτενόντια ενότητα.
Τένοντας 12 συνδέει τους μυς με τα οστά μεταδίδει τη μυϊκή τάση στα οστά αυξάνει το μήκος του μυός Σύνθεση 20% κυτταρικά στοιχεία 80% μη κυτταρικά 70% νερό, 30% στερεά (75-98% κολλαγόνο, υαλόπλασμα, ελαστίνη)
Η μυϊκή ίνα 13 Είναι το εξειδικευμένο κύτταρο για τη συστολή. Κάθε μυϊκή ίνα περιέχει πολλά μυοινίδια, τα οποία αποτελούν τα συσταλτά στοιχεία μυών, και κάθε μυοινίδιο αποτελείται από σαρκομέρια. Το σαρκομέριο είναι η βασική λειτουργική μονάδα του συσταλτικού συστήματος του μυός. Το σαρκομέριο αποτελείται από παχιά και λεπτά μυονημάτια. Τα παχιά περιέχουν μια πρωτεΐνη γνωστή ως μυοσίνη, και τα λεπτά μια άλλη πρωτεΐνη γνωστή ως ακτίνη.
14 Η μυϊκή ίνα
15 Κινητική μονάδα
Μηχανισμός μυϊκής συστολής 16 Η μυϊκή συστολή είναι αποτέλεσμα της παράλληλης ολίσθησης των μυονηματίων ακτίνης και μυοσίνης. Η κίνηση αυτή προκαλείται από τις κεφαλές των μορίων της μυοσίνης (εγκάρσιες γέφυρες), με την προσκόλληση τους επάνω σε συνδετικές θέσεις της ακτίνης και κατόπιν αποκόλλησης τους από αυτές. Η μεταβολή του μήκους του μυός δε συνεπάγεται και μεταβολή του μήκους των μυονηματίων, απλά τα νημάτια μετατοπίζονται, διεισδύουν και ολισθαίνουν το ένα πάνω στο άλλο.
17 Κύκλος εγκάρσιων γεφυρών
18 Μηχανισμός μυϊκής συστολής
19 Νευρομυϊκή σύναψη
Μηχανισμός μυϊκής συστολής 20 hjp://www.sci.sdsu.edu/movies/ acxn_myosin.html hjp://youtu.be/edhzkydxrkc hjp://youtu.be/ehffpkwqjly hjp://youtu.be/gj309lfhq3m
Απόδοση της μυϊκής συστολής ή 21 συντελεστής απόδοσης Κατά τη μυϊκή συστολή ένα ποσοστό της χημικής ενέργειας που παράγεται, μετατρέπεται σε μηχανικό (ωφέλιμο) έργο, και ένα ποσοστό αποβάλλεται με τη μορφή θερμότητας. Το ποσοστό της ενέργειας που μετατρέπεται σε μηχανικό έργο ονομάζεται συντελεστής απόδοσης.
22 Απόδοση της μυϊκής συστολής ή συντελεστής απόδοσης Παράδειγμα: Για το τρέξιμο / ποδηλασία ο συντελεστής απόδοσης είναι 25%. Αυτό σημαίνει: 25% ωφέλιμο έργο (κίνηση) 75% απώλεια σε θερμότητα Για την κολύμβηση και την κωπηλασία έχουμε: Κολύμβηση - Συντελεστής απόδοσης 5% Κωπηλασία - Συντελεστής απόδοσης 20%
Μυϊκή συστολή και παραγωγή δύναμης 23 Η μέγιστη δύναμη παράγεται όταν ο μεγαλύτερος αριθμός εγκάρσιων γεφυρών βρίσκεται σε προσωρινή σύνδεση με την ακτίνη. Η μικρότερη μυϊκή δύναμη παράγεται όταν δεν υπάρχουν σημεία σύνδεσης μεταξύ ακτίνης μυοσίνης. Αλληλοεπικάλυψη των μυονηματίων έχει σαν αποτέλεσμα ανάλογη μείωση της μυϊκής δύναμης.
Είδη μυϊκής συστολής-δράσης 24 Οι μυς που συμμετέχουν σε μία κίνηση ταξινομούνται ως: Αγωνιστές βασικά υπεύθυνοι για την κίνηση Ανταγωνιστές αντενεργούν στους αγωνιστές Συνεργοί - βοηθούν τους αγωνιστές
25 Είδη μυϊκής συστολής-δράσης
26 Αγωνιστές - ανταγωνιστές
Είδη μυϊκής συστολής-δράσης 27 Διακρίνουμε τρία είδη μυϊκής συστολής - δράσης που ονομάζονται ανάλογα με το πως επηρεάζουν το μήκος της μυοτενόντιας ενότητας. Είδος Ισομετρική Μειομετρική ή σύγκεντρη Πλειομετρική η έκκεντρη Μήκος μυοτενόντιας ενότητας αμετάβλητο μείωση αύξηση
Είδη μυϊκής συστολής 28 Μειομετρική ή σύγκεντρη Πλειομετρική η έκκεντρη Ισομετρική
Είδη μυϊκής συστολής-δράσης 29 Τόσο η μειομετρική όσο και η πλειομετρική αναφέρονται και ως ισοτονική ή δυναμική συστολή σε αντιδιαστολή με την ισομετρική που αναφέρεται ως στατική συστολή. Όταν η ταχύτητα συστολής παραμένει σταθερή σε όλη την τροχιά της κίνησης τότε αναφέρεται ως ισοκινητική συστολή.
Ταξινόμηση μυϊκών ινών 30 Οι μυϊκές ίνες ταξινομούνται βάσει της ταχύτητας συστολής τους σε: Βραδείας συστολής ίνες - ST (slow twitch) fibres Ταχείας συστολής ίνες - FT (fast twitch) fibres
Ταξινόμηση μυϊκών ινών 31 βάσει των ιστοχημικών τους ιδιοτήτων σε: Τύπου Ι βραδείας συστολής οξειδωτικές Τύπου ΙΙα ταχείας συστολής οξειδωγλυκολυτικές Τύπου ΙΙβ ταχείας συστολής γλυκολυτικές
Κατανομή & απόδοση μυϊκών ινών 32 Η κατανομή των μυϊκών ινών διαφέρει από άνθρωπο σε άνθρωπο και δεν υφίσταται μυς με αποκλειστικά έναν τύπο μυϊκών ινών. Η απόδοση ενός μυός εξαρτάται από τη σχετική κατανομή των ινών του έτσι, υψηλό ποσοστό ινών ταχείας συστολής συνεπάγεται, μεγαλύτερη δύναμη και ταχύτητα και αντίστροφα. Κατανομή ινών βραδείας συστολής στους γαστροκνήμιους μυς αθλητών παγκόσμιας κλάσης Μαραθωνοδρόμοι : 90-95% Δρομείς ταχυτήτων : ~25%
Εκλεκτική επιστράτευση μυϊκών ινών 33 Οι μυϊκές ίνες ταχείας συστολής επιστρατεύονται σε γρήγορες και μεγάλης ισχύος κινήσεις, ενώ οι βραδείας συστολής σε αργές και μικρής έντασης κινήσεις. Η επιστράτευση των μυϊκών ινών εξαρτάται από τη διεγερσιμότητα των κινητικών ομάδων στις οποίες ανήκουν.
Εκλεκτική επιστράτευση μυϊκών ινών 34 Οι ίνες ταχείας συστολής απαιτούν υψηλό δυναμικό ενέργειας (ερεθίσματα μεγάλης έντασης) για να δραστηριοποιηθούν, ενώ οι βραδείας απαιτούν χαμηλό δυναμικό ενέργειας. Όταν η ένταση της μυϊκής συστολής είναι μέγιστη, ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητες, συμμετέχουν τόσο οι βραδείας όσο και οι ταχείας συστολής.
35 Βιβλιογραφία Γεωργάτσος Ι. Εισαγωγή στη βιοχημεία. Εκδόσεις Γιαχούδη, 2001. Διονυσίου-Αστερίου Α. Βιοχημεία στην Ιατρική - Μεταβολικά διαγράμματα ΙΙ. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη Αθήνα 2004. Davis M. Nutrixon, Neurotransmijers, and Central Nervous System Faxgue. In: Nutrixon in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp. 171-183. Κλεισούρας Β. Εργοφυσιολογία. Εκδόσεις Συμμετρία 1997. Guyton A, Hall J, Ιατρική Φυσιολογία. Εκδόσεις Παρισιάνου Αθήνα 1998. Gleeson M. Biochemistry of exercise. In: Nutrixon in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp. 17-38. Mc Ardle W, Katch F, Katch V, Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα 2001. Raven et al. Φυσιολογία της Άσκησης Μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές Εκδόσεις Λαγός Δημήτριος, Αθήνα 2013. Wilmore H J, Cosxll LD. Φυσιολογία της άσκησης. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006.