Fizjologia człowieka

Transkrypt

1 Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku Katedra: Promocji Zdrowia Zakład: Biomedycznych Podstaw Zdrowia Fizjologia człowieka Osoby prowadzące przedmiot: Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Jastrzębski zb.jastrzebski@op.pl

2 Temat wykładu 9 Wpływ wysiłku fizycznego na mięśnie szkieletowe.

3 Struktura mięśni szkieletowych Zbudowane są one z wielu cylindrycznych komórek mięśniowych (włókien), w ich centrum znajdują się liczne miofibryle. Filamenty aktynowe i miozynowe ułoŝone są naprzemiennie na całej długości włókna. A. Jaskólska [2005] Podstawy Fizjologii Wysiłku Fizycznego z Zarysem Fizjologii Człowieka. Wyd. AWF Wrocław, str.79-81

4 Schemat budowy mięśnia szkieletowego

5 Skurcz Do skurczu mięśnia szkieletowego dochodzi w następujący sposób: najpierw z pęcherzyków końcowych uwolnione zostają jony wapnia, które łączą się jednostką C troponiny na aktynie i odsłaniają tym samym miejsca aktywne na aktynie (podjednostki I). A. Jaskólska [2005] Podstawy Fizjologii Wysiłku Fizycznego z Zarysem Fizjologii Człowieka. Wyd. AWF Wrocław, str.79-81

6 Skurcz Główki miozyny łączą się z aktyną i przesuwają cienki w głąb sarkomeru. Dochodzi do skurczu mięśnia. Następnie główki miozyny odłączają się, potem to samo czynią jony wapnia, które wracają do pęcherzyków końcowych. Następuje rozkurcz A. Jaskólska [2005] Podstawy Fizjologii Wysiłku Fizycznego z Zarysem Fizjologii Człowieka. Wyd. AWF Wrocław, str.79-81

7 Schemat skurczu mięśnia

8 Adaptacja tkanki mięśniowej do obciąŝenia wysiłkiem fizycznym Cechą tkanki mięśniowej poprzecznie prąŝkowanej jest znaczna plastyczność, przejawiająca się zdolnością dostosowania się do róŝnego stopnia obciąŝenia wysiłkiem fizycznym (adaptacją). Dlatego w procesie treningu dochodzi zarówno do zmian cech skurczu, jak i cech biochemicznych tkanki mięśniowej w takim kierunku, by aktualnie wykonywana przez mięśnie praca realizowana była w sposób optymalny. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.146

9 Adaptacja tkanki mięśniowej do obciąŝenia wysiłkiem fizycznym Trening wytrzymałości wprowadza takie zmiany w czynności tkanki mięśniowej, które umoŝliwiają jej optymalną pracę w dłuŝszym czasie, ale taka adaptacja jednocześnie negatywnie wpływa na zdolność do wykonywania wysiłku o wysokiej intensywności. Z tego powodu lekkoatleta uprawiający biegi długodystansowe nie osiąga dobrych rezultatów na krótkich dystansach. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.146

10 Adaptacja tkanki mięśniowej do obciąŝenia wysiłkiem fizycznym Skutkiem treningu jest ekonomizacja wydatku energetycznego podczas wysiłku poprzez eliminowanie skurczów dodatkowych grup mięśniowych. Systematycznie wykonywane ćwiczenia ruchowe prowadzą do wykształcenia nawyków ruchowych. Sprawia to, Ŝe specyfika ruchu ulega udoskonaleniu. Ruch staje się bardziej precyzyjny i harmonijny. Konsekwencją tych zmian jest mniejszy koszt energetyczny wysiłku. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.146

11 Czynniki wpływające na efektywność treningu Trening moŝe być prowadzony w bardzo zróŝnicowanej formie. Z punktu widzenia fizjologii mięśni najistotniejsze jest określenie takich jego parametrów, jak poziom siły rozwijanych skurczów, czas trwania wysiłku, jego częstotliwość, rodzaje skurczów (izometryczne lub izotoniczne, ekscentryczne lub koncentryczne). Poziom siły skurczów odnosić naleŝy do rekrutacji jednostek ruchowych. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

12 Metaboliczny obrót białek Białka mięśniowe (zarówno kurczliwe, jak i cytoplazmatyczne) podlegają obrotowi metabolicznemu. Szacuje się, Ŝe tempo obrotu białek mięśniowych jest dość wysokie i wynosi około 50 g na dobę. Wiele badań wskazuje, Ŝe tempo to wzrasta pod wpływem treningu siłowego. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.147

13 Metaboliczny obrót białek Jednocześnie obserwuje się wzrost aktywności enzymów proteolitycznych, choć wzrost ten jest zróŝnicowany w róŝnych włóknach. We włóknach szybko kurczących się jest on mniejszy niŝ we włóknach wolno kurczących się. Tłumaczy to mniejszą skłonność do wzrostu przekroju poprzecznego włókien wolno kurczących się. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.147

14 Rodzaje treningu Ze względu na cel prowadzonego treningu, w ogólnym podziale, wyróŝnia się zwykle: a. trening wytrzymałości, b. trening siły mięśniowej, c. trening szybkości. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.148

15 Trening Szybkości Trening takich cech, jak szybkość, precyzja i zręczność, w duŝym stopniu polega na usprawnianiu czynności układu nerwowego. Zmiany występujące w mięśniach pod wpływem treningu szybkości mają podobny charakter do zmian wywołanych treningiem siłowym. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

16

17 Trening wytrzymałości Trening wytrzymałości realizowany jest na relatywnie niŝszych poziomach siły skurczu i dlatego najsilniejsze zmiany wynikające z tego rodzaju treningu pojawiają się we włóknach typu I i IIA. Trening ten zwiększa odporność osoby trenowanej na zmęczenie. W odniesieniu do tkanki mięśniowej oznacza to przede wszystkim wzrost potencjału tlenowego. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

18 Przykładowy wykres pracy - kształtowanie wytrzymałości tlenowej

19 Wzrost potencjału tlenowego jako uwarunkowanie wytrzymałości Trening wytrzymałości prowadzi do podniesienia progu przemian anaerobowych, odsetek wielkości maksymalnego pochłaniania tlenu (VO2 max.) i wzrostu progu wentylacyjnego. W kształtowaniu wytrzymałości, obok czasu trwania treningu, waŝnym czynnikiem jest jego charakter: podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.149

20 Wzrost potencjału tlenowego jako uwarunkowanie wytrzymałości Trening interwałowy (sesje wysiłkowe przerywane krótkimi przerwami wypoczynkowymi) jest bardziej skuteczny niŝ ciągły(bez przerw wypoczynkowych), jeśli chodzi o wzrost progu wentylacyjnego. Natomiast obydwa rodzaje treningów, ciągły i interwałowy, dają zbliŝone zmiany w odniesieniu do progu przemian anaerobowych. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.149

21 Przykładowy wykres pracy interwałowej - kształtowanie wytrzymałości szybkościowej

22 Wpływ treningu wytrzymałościowego na mięśnie 1. obniŝenia stęŝenia mleczanu, 2. zwiększa gęstość kapilar, 3. wzrost zawartości mioglobiny 4. wzrostu liczby i rozmiarów mitochondriów. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

23 StęŜenie mleczanu Mleczan produkowany jest w głównej mierze przez włókna szybko kurczące się glikolityczne, a wraz ze stopniem wytrenowania włókna te zwiększają swój potencjał w kierunku oksydacyjnym. Łucja Pilaczyńska-Szczęśniak, fan Celichowski[2001] WPŁYW WYSIŁKU FIZYCZNEGONA MIĘŚNIE SZKIELETOWE.[W;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

24 StęŜenie mleczanu NiŜsze stęŝenie mleczanu moŝe być wyjaśnione mniejszym długiem tlenowym zaciąganym na początku obciąŝenia wysiłkowego, lub teŝ tym, Ŝe trening fizyczny pobudza szybszy metabolizm (utylizację) powstałego mleczanu podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

25 Wykres stęŝenia mleczanu we krwi podczas treningu

26 Kapilary Zwiększa gęstość kapilar w mięśniach, co umoŝliwia lepsze ich ukrwienie i w rezultacie sprawniejsze dostarczanie tlenu. Wzrost kapilaryzacji włókien mięśniowych jest jednym z czynników ułatwiających wychwytywanie tlenu z przepływającej krwi. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.149

27 Mioglobina Wzrost zawartości mioglobiny we włóknach wolno kurczących się (1 mol mioglobiny wiąŝe 1 mol tlenu, podczas gdy 1 mol hemoglobiny 4 mole tlenu).. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.149

28 Mioglobina Zwiększenie zasobu mioglobiny wiąŝe się ze wzrostem addycyjnego wiązania tlenu, który moŝe być natychmiast wykorzystany w sytuacji nagłego wzrostu jego zuŝycia. Ponadto mioglobina odgrywa waŝną rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie tlenu od powierzchni komórki do mitochondriów podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

29

30 Mitochondria WiąŜe się to ze wzrostem aktywności niektórych enzymów. Mitochondrialne procesy adaptacyjne wywoływane treningiem fizycznym nie przebiegają w stałym tempie: w początkowych etapach treningu aktywność enzymów mitochondrialnych rośnie szybciej niŝ zawartość cytochromu lub białek. W. Z. Traczyk [2005] Fizjologia Człowieka w Zarysie.PZWL,str.42

31

32 Białka Zawartość białek rośnie w większym stopniu (o około 50% wartości wyjściowej) po treningu o wzrastającym obciąŝeniu niŝ po treningu o wzrastającej intensywności (o około 27%). podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.150

33 Masa mięśniowa i siła skurczu Trening wytrzymałości moŝe powodować niewielki wzrost masy mięśniowej. NaleŜy tu jednak podać, Ŝe u wybitnych biegaczy długodystansowych obserwowano zmniejszenie masy mięśniowej, związane ze zmniejszeniem średnicy włókien mięśniowych typu I i IIA. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

34 Masa mięśniowa i siła skurczu Zmniejszenie średnicy włókien mięśniowych jest takŝe jedną z przyczyn obserwowanego w wyniku treningu wytrzymałości obniŝenia siły skurczu tęŝcowego mięśni, które nie jest duŝe. Dodatkowo wynika ono z redukcji ilości białek kurczliwych przypadających na pole przekroju poprzecznego. Zmniejszenie siły skurczu dotyczy przede wszystkim włókien mięśniowych typu I i IIA. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str

35 Szybkość skurczu Obserwuje się wzrost szybkości skurczu włókien wolno kurczących się (skrócenie czasu skurczu i czasu połowicznej relaksacji w skurczu izometrycznym oraz wzrost prędkości skracania włókien mięśniowych w skurczu izotonicznym), a w przypadku włókien szybko kurczących się - obniŝenie tej szybkości. podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.150

36 Bibliografia: Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego J. Górski, 2001 Fizjologia Człowieka w Zarysie W. Z. Traczyk,2005 Podstawy Fizjologii Wysiłku Fizycznego z Zarysem Fizjologii Człowieka A. Jaskólski, A. Jaskólska, 2009