Fizjologia wysiłku. Marta Kaczmarska, Anna Zielińska 30 XI 2015

Transkrypt

1 Fizjologia wysiłku Marta Kaczmarska, Anna Zielińska 30 XI 2015

2 Węglowodany (CHO) Węglowodany glikogen i glukoza są głównym źródłem energii dla skurczu mięśni podczas intensywnego wysiłku, a zmęczenie podczas takiego wysiłku związane jest ze zmniejszeniem ich ilości. Glikogenoliza rozpad glikogenu Glukoneogeneza zachodząca w nerkach i wątrobie produkcja glukozy z niecukrowcowych prekursorów

3 Hormonalna kontrola poziomu glukozy we krwi

4 Glikogen Jest polisacharydem, którego cząsteczki zbudowane są z reszt D-glukozy połączonych wiązaniem α-glikozydowym. Jest gromadzony w wątrobie oraz w tkance mięśni poprzecznie prążkowanych (szkieletowych). Ze względu na dużą masę mięśni w całym organizmie całkowita zawartość glikogenu w mięśniach stanowi około trzech czwartych jego zawartości w organizmie człowieka.

5 1920 Krogh i Lindhard znaczenie węglowodanów jako źródła energii dla skurczu mięśni podczas wysiłku 1939 Christensen i Hansen istotna rola dostępności węglowodanów podczas długotrwałego wysiłku

6 Wykorzystanie glikogenu podczas wysiłku 1. Wysiłek zmniejsza zapasy glikogenu w kurczących się mięśniach szkieletowych. 2. Dieta wysokowęglowodanowa zwiększa szybkość odnawiania zapasów glikogenu w mięśniach. 3. Istnieje zależność między ilością glikogenu w mięśniach przed wysiłkiem a wytrzymałością podczas wysiłku.

7 Zmiany w ilości glikogenu w mięśniach w zależności od intensywności i czasu trwania wysiłku Na podstawie: Gollnick P. D., Piehl Karin, Saltin B., 1974 Selective glycogen depletion pattern in human muscle fibres after exercise of varying intensity and at varying pedalling rates, 241, 45-57

8 Wychwyt glukozy przez mięśnie w czasie wysiłku 1. Wychwyt glukozy przez mięśnie wzrasta podczas wysiłku w zależności od czasu jego trwania i intensywności. 2. Istnieje zależność między wychwytem glukozy przez mięśnie i odsetkiem włókien mięśniowych niezawierających zapasów glikogenu. 3. Zwiększony dopływ krwi do mięśni szkieletowych oraz zwiększony poziom glukozy w osoczu (np. po posiłku) zwiększa jej wychwyt przez mięśnie w trakcie wysiłku.

9 Wychwyt glukozy przez mięśnie Na podstawie: Hargreaves M., 2015 Exercise, muscle, and CHO metabolism, Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 25 (Suppl. 4): 29-33

10 Dyfuzja ułatwiona (wspomagana) Zachodzi zgodnie z gradientem stężeń. Przebiega z udziałem białka transbłonowego posiadającego w swej strukturze specjalne miejsce, do którego łączy się przenoszona substancja. Nie wymaga nakładu energii. Umożliwia przechodzenie przez błonę większych cząsteczek, które nie mogą przechodzić przez błonę na drodze dyfuzji prostej.

11 Zależność poziomu glukozy i insuliny w osoczu od czasu trwania wysiłku po diecie niskowęglowodanowej (L-CHO) i wysokowęglowodanowej (H-CHO) Na podstawie: Adam Steensberg,* Gerrit van Hall,* Charlotte Keller,* Takuya Osada,* Peter Schjerling,* Bente Klarlund Pedersen,* Bengt Saltin,* and Mark A Febbraio*, 2002 Muscle glycogen content and glucose uptake during exercise in humans: influence of prior exercise and dietary manipulation, The Journal of Physiology, 541(Pt 1):

12 Wyzwanie dla organizmu sportowca płuca układ krwionośny mięśnie ciśnienie homeostaza oddychanie tlenowe, beztlenowe szybkość i wytrzymałość odpowiednia technika

13 Coraz lepsze wyniki 60 lat temu 50 km pokonywano w 4 godziny Teraz: 2 godziny Lepsze trasy i sprzęt Silniejsze i wytrzymalsze mięśnie Siła napędowa: 430 N, 1600 N

14 Sposób przeprowadzania badania Objętość wyrzutowa The elite cross-country skier provides unique insights into human exercise physiology, Holmberg HC, Przepływ krwi Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports

15 Płuca Wymiana gazowa i utrzymanie ph Najlepsi zawodnicy mają 5-20 % większe płuca Ale raczej trudno je wyćwiczyć Wysokość nad poziomem morza i temperatura Najlepsza wentylacja Pułap tlenowy VO2max : i 75 ml/kg/min VO2peak : 5-15 % niższy związane z ilością wykorzystywanych mięśni

16 Układ krwionośny Objętość wyrzutowa większa niż 200 ml Pojemność minutowa większa niż 40 l zwiększenie lewej komory serca Wysoki poziom hemoglobiny Ograniczenie rozszerzania naczyń Rozszerzanie zależne i niezależne od śródbłonka takie samo u profesjonalistów i amatorów Kajakarze i biegacze mają szerokie tętnice w ramionach, co zwiększa perfuzję

17 Mięśnie Mięśnie nóg pobierają ponad 90 % tlenu z krwi Mięśnie rąk około 10 % mniej Histochemiczna analiza Indukowana transformacja Różnice pomiędzy mięśniami sprinterów i długodystansowców Różnice pomiędzy mięśniami biegaczy na przestrzeni lat Wzrost liczby kapilar (5-7 na włókno w nodze) Wzrost zawartości glikogenu i wewnątrzmięśniowego tłuszczu

18 Mitochondria Duża ilość mitochondriów może tłumaczyć wysokie wykorzystanie kwasów tłuszczowych jako źródła energii Trening wpływa na ilość Bardzo długo uważane za głównego producenta energii Mleczan i stężenie mleczanu

19 Optymalny trening Zwiększenie oddychania tlenowego i wykorzystanie potencjału metabolicznego mięśni - intensywne ćwiczenia Mniej intensywne zapewniają adaptację mięśni

20 Literatura Hargreaves M., 2015 Exercise, muscle, and CHO metabolism, Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 25 (Suppl. 4): O Neale Roach J., Lim M. Y., 2012 Metabolizm i żywienie, Seria Crash Course, Elsevier Urban&Partner, Wrocław The elite cross-country skier provides unique insights into human exercise physiology, Holmberg HC, Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 25, 2015, s