Transcript Sportska fiziologija - Medicinski fakultet

Sportska fiziologija
Prof. dr. Zoran Valić
Medicinski fakultet u Splitu
Metabolički sustavi u mišićima u
tijeku rada:
1)
2)
3)
Fosfagenski sustav
Sustav glikogen-mliječna kiselina
Aerobni sustav
Fosfagenski sustav:
(adenozin – PO3  PO3  PO3 -)
  energijom bogate veze (30,5 kJ/mol ATP)
 količina ATP-a dovoljna za 3 s
 fosfokreatin (kreatin-fosfat, kreatin  PO3 )
 43 kJ/mol kreatina, prijenos u djeliću
sekunde
 2-4 x više fosfokreatina od ATP-a
 zajedno 8-10 s maksimalne kontrakcije
 ATP
Sustav glikogen-mliječna kiselina:
 glukoza (glikoliza, anaerobni
metabolizam)
 2 molekule pirogrožđane kiseline
 bez kisika nastaje mliječna kiselina
 2,5 x brži od aerobnog metabolizma
 omogućuje dodatnih 1,3-1,6 minuta
maksimalnog mišićnog rada (200-800 m)
 glikogen
Aerobni sustav:
 glukoza,
masne kiseline, aminokiseline
Maksimalna brzina stvaranja ATP:
Sustav namicanja energije
fosfagenski sustav
sustav glikogen-mliječna kiselina
aerobni sustav
M ATP/min
4
2,5
1
Izdržljivost sustava:
Sustav namicanja energije
fosfagenski sustav
sustav glikogen-mliječna kiselina
aerobni sustav
Vrijeme
8-10 s
1,3-1,6 min
neograničeno
Oporavak mišićnih metaboličkih
sustava nakon mišićnog rada:

odstranjenje mliječne kiseline (zamor)
1)
2)
manji dio u pirogrožđanu
veći dio u glukozu (u jetri)
Oporavak aerobnog sustava
nakon mišićnog rada:
1)
2)
Dug kisika
Obnova mišićnog glikogena
Dug kisika:

tijelo sadrži oko 2 litre kisika
1)
2)
3)
4)



0,5 L u zraku u plućima
0,25 L otopljeno u tjelesnim tekućinama
1L vezano na hemoglobin u krvi
0,3 L vezano na mioglobin
potroši se za aerobni metabolizam (1 min)
još 9 L za obnovu sustava
ukupno  11,5 L O2 – dug kisika
Obnova mišićnog glikogena:

složen proces koji zahtjeva dane


važno je uzimati hranu bogatu
ugljikohidratima prije natjecanja
ne obavljati intenzivan mišićni rad 48 sati
prije natjecanja
Djelovanje sportskog treninga:
 snaga
se ne povećava bez opterećenja
 6 max. kontrakcija, 3x/dan, 3dana/tjedan
 30%  sile tijekom 6-8 tjedana
 istovremeno povećanje mišićne mase –
hipertrofija
Hipertrofija mišića:


nasljeđe i testosteron
30-60 % povećanje zbog treninga
1)
2)
povećanje promjera vlakana
vjerojatno i podjela vlakana
Promjene unutar mišića:
1)
2)
3)
4)
5)
 broja miofibrila
 mitohondrijskih enzima za 120%
 ATP-a i fosfokreatina za 60-80%
 glikogenske zalihe za 50%
 zaliha triglicerida za 75-100%
Vrste mišićnih vlakana:
1)
2)
MV koja se brzo kontrahiraju – brza vlakna
(gastroknemijus) – tip II (bijela, a i b)
MV koja se sporo kontrahiraju – spora
vlakna (soleus) – tip I (crvena)
Karakteristike mišićnih vlakana:
1)
2)
3)
4)

promjer brzih vlakana  2x veći
enzimi za anaerobni metabolizam  2-3x
aktivniji u brzim vlaknima (snaga)
spora vlakna važna za izdržljivost, aerobna
funkcija (više mitohondrija i mioglobina)
broj kapilara veći oko sporih vlakana
individualne, nasljedne razlike
% vlakana u kvadricepsu:
Vrsta sportaša Brza vlakna Spora vlakna
maratonci
plivači
prosječna osoba
dizači utega
sprinteri
skakači
18
26
55
55
63
63
82
74
45
45
37
37
Disanje pri mišićnom radu:
 ovisi
o disciplini, ovisno o njenom trajanju
Potrošak kisika pri maksimalnom
naporu:
Stanje
prosječni netrenirani muškarac
prosječni sportaš
trkač maratona
* potrošak u mirovanju  250 mL/min
PK (mL/min)
3600
4000
5100
Plućna ventilacija:
Stanje
plućna ventilacija tijekom
maksimalnog mišićnog rada
maksimalni minutni volumen
disanja
PV (L/min)
100-110
150-170
Granice plućne ventilacije:



MMV  50% veća od PV tijekom rada
dišni sustav u normalnim okolnostima nije
ograničavajući čimbenik dopreme kisika:
sigurnost u slučajevima:
1)
2)
3)
mišićni rad na velikim visinama
mišićni rad pri velikim vrućinama
poremećaji dišnog sustava
Učinak treninga na Vo2 MAX:
 maksimalni
primitak kisika
 u maratonaca 45% veći nego u normalne
osobe (nasljeđe, dugotrajni trening)
Difuzijski kapacitet (za O2):
Stanje
netrenirani čovjek u mirovanju
netrenirani čovjek pri
maksimalnom radu
brzi klizač pri maksimalnom radu
plivač pri maksimalnom radu
veslač pri maksimalnom radu
DC (mmol/min)
7,7
16,1
21,5
23,8
26,8





trostruko povećanje DC (mobilizacija
neperfundiranih kapilara)
trening može utjecati na povećanje DC
parcijalni tlakovi (O2 i CO2) ostaju normalni
tijekom mišićnog rada
pitanje regulacije disanja
negativni učinci pušenja
Kardiovaskularni sustav u tijeku
mišićnog rada:
 doprema
kisika i hranjivih tvari mišićima
 regulacija tlaka
 kontrakcije smanjuju protok
 značajan porast protoka (do 25x)
Maksimalno povećanje protoka:
Stanje
Protok
(ml/min/100g)
protok krvi u mirovanju
3,6
protok krvi pri maksimalnom radu
90
Mehanizmi povećanja protoka:
1)
2)
3)
4)
5)
vazodilatacija zbog povećanog
metabolizma
povećanje arterijskog tlaka (30%)
mišićna crpka
protokom posredovana vazodilatacija
ostale teorije
SMV za različite stupnjeve rada:
Stupanj mišićnog rada
prosječan mladi muškarac u mirovanju
maksimalni SMV u tijeku mišićnog
rada u netreniranog muškarca
maksimalni prosječni SMV u tijeku
mišićnog rada u maratonca
SMV (L/min)
5,5
23
30
(35-40)
Djelotvornost kardiovaskularnog
sustava:




SV i HR se povećaju na 95% maksimuma
SMV iznosi 90% svojeg maksimuma
PV iznosi 65% svojeg maksimuma
SMV se smanji za 50% između 20. i 80.
godine, MMV se smanji još i više, a smanji
se i mišićna masa
Hipertrofija srčanog mišića –
atletsko srce



1899 – Henschen (samo perkusija, kod
skijaškog trčanja)
zaključio kako postoji dilatacija i
hipertrofija lijevog i desnog srca i kako je
pojava normalna i poželjna (više rada)
kasnije se koriste radiološke tehnike
(pogotovo kod sportova izdržljivosti s
velikim korištenjem aerobnog sustava)
Vrste tjelovježbe
vježbe izdržljivosti (dinamičke, izotoničke
ili aerobne: dugoprugaško trčanje, plivanje)
vježbe snage (statičke, izometričke ili
anaerobne: hrvanje, dizanje utega)
kombinirane vježbe (biciklizam, veslanje)
1)
2)
3)

većina sportova prilikom treninga kombinira
vrste vježbe
Akutni učinak vježbi izdržljivosti


porast Vo2 MAX, porast SMV, porast UV i
porast sistoličkog tlaka
pad ukupnog perifernog otpora
Akutni učinak vježbi snage


blagi porast Vo2 MAX, i SMV
značajan porast arterijskog tlaka, ukupnog
perifernog otpora i srčane frekvencije
Kronični učinak


vježbe izdržljivosti: porast Vo2 MAX zbog
povećanja SMV i iskorištavanja kisika –
volumno opterećenje lijeve komore
vježbe snage: mali ili nikakav porast Vo2
MAX – tlačno opterećenje lijeve komore


u novije se vrijeme koriste
ehokardiografske metode i NMR
promjene nisu jednoznačne – oko 50%
treniranih osoba pokazuju znakove
remodeliranja srčanog mišića i srčanih
šupljina
- povezanost s ACE genom ili polimorfizmom
- nema povezanosti s rezultatom koji se postiže
+, muškarci

EKG promjene se javljaju u oko 40%
sportaša, 2 x češće u muškaraca, te u
sportovima izdržljivosti

najčešći: znakovi rane repolarizacije,
povećana voltaža QRS kompleksa, inverzija
T-vala i duboki Q zubci
Iznenadna smrt u mladih sportaša



nekoć smatrana misterioznim i
nedefiniranim sindromom
razoran emocionalni učinak na obitelj i širu
zajednicu
precizni podatci o prevalenciji su
ograničeni, a smatra se kako je ona niska u
općoj populaciji (1:200.000/godinu)



najčešće se javlja na sportskom terenu i
povezana je s tjelesnom aktivnošću
obično izostaju prethodni simptomi
tjelovježba djeluje kao okidač za
smrtonosne ventrikularne tahiaritmije (uz
postojeću, a neprepoznatu srčanu bolest)
Najčešće srčane bolesti
1)
2)

hipertrofična kardiomiopatija (1/3 svih
smrti)
kongenitalna anomalija koronarnih arterija
(polazište lijeve koronarne arterije iz
desnog Valsalvinog sinusa)
miokarditis, bolesti zalistaka (aortalna
stenoza), dilatirajuća kardiomiopatija,
disekcija i ruptura aorte
Tjelesna toplina tijekom
mišićnog rada:


maksimalna djelotvornost pretvorbe
energije hranjivih tvari u mišićni rad iznosi
20-25%
energija pretvorena u mišićni rad također se
najvećim dijelom pretvara u toplinu
1)
2)
savladavanje viskoznog otpora mišića i
zglobova
trenje pri protjecanju krvi u krvim žilama
Toplinski udar:




povišenje tjelesne temperature na 41-42 °C
izrazita slabost, iscrpljenost, glavobolja,
mučnina, povraćanje, obilno znojenje,
zbunjenost, nesiguran hod, kolaps, gubitak
svijesti  smrt
zatajenje termoregulacijskih mehanizama
zatvaranje pozitivne povratne sprege
Tjelesne tekućine i sol u tijeku
mišićnog rada:
u
toploj i vlažnoj sredini 1 sat mišićnog rada
može dovesti do gubitka 2,5-5 kg
 većina zbog znojenja, što smanjuje učinak
 gubitak 5-10% mase – grčevi, mučnina
 aklimatizacija, gubitak soli, aldosteron
(povećava reapsorpciju NaCl iz znoja)
+
 nadoknada K
Sportaši i stimulacijska sredstva:




vještine sportaša se poboljšavaju iz godine
u godinu
razlika između trijumfa i poraza je vrlo
mala
ergogena sredstva ili fenomeni
neka uistinu pomažu, ali neka mogu imati
smrtonosne posljedice



sportaši su spremni iskušati bilo što kako bi
poboljšali svoje rezultate (specijalna
prehrana, smanjenje stresa ili hipnoza,
navijanje domaćih navijača, lijekovi i
hormoni – ergogena sredstva)
učinci sredstava su mistificirani (prijatelji)
lista mogućih sredstava dugačka, oni koji
stvarno pomažu malobrojni

neka ergogena sredstva zapravo odmažu
(ergolitični lijekovi)
1)
2)
3)
farmakološki pripravci
hormoni
tvari s fiziološkim učincima
Istraživanje ergogenih tvari


ukoliko sportaš prije natjecanja uzme
određenu tvar – eventualni uspjeh biti će
pripisan toj tvari
bilo koju tvar se može proglasiti
ergogenom, no to treba i znanstveno
dokazati
Placebo učinak






pojava da tijelo reagira na očekivani način
značajno komplicira sama istraživanja
razlikovanje stvarnog učinka od placeba
inaktivna tvar u obliku u kojem se
primjenjuje i aktivna supstancija
dokazano za primjenu anaboličnih steroida
kod dizača utega (1,5 kg / 11,3kg)
placebo – jeftin, bez nuspojava, legalan



placebo efekt prisutan i u osoba koje
uzimaju β-blokatore
najviše i najozbiljnije nuspojave!
obavezno uključivanje placebo grupe (i
vremenske kontrole)
Ograničenja istraživanja



znanstvene studije često ne mogu dati jasan
odgovor na istraživano pitanje (djelići
sekunde ili milimetri)
ograničenje preciznosti metoda ili uređaja
(razina pogreške, razlike između ispitanika,
razlike od dana do dana)
razlika između laboratorija i “terena”
(pozitivne i negativne strane)
Tjelesna kondicija i trajanje
života:
 ljudi
koji vježbaju i kontroliraju tjelesnu
masu dulje žive
 smrtnost je 3x manja u osoba koje vježbaju
Mehanizmi produljenja života:
1)
Smanjena opasnost od kardiovaskularnih
bolesti (IM i CVI)
a)
b)
2)
smanjenje razine krvnog tlaka
smanjenje razine kolesterola i povećanje HDL
Brže ozdravljenje i oporavak poslije bolesti
(upala pluća)