Fizjologia wysiłku fizycznego PDF

Preview

Summary

Download Fizjologia wysiłku fizycznego PDF

Description



Biochemia wysiłku fizycznego – wybrane metody wydolnościowo-biochemicznej kontroli wydolności treningu 1.

2.

3.

Monitoring biochemiczny w ocenie wydolności fizycznej:  Ocena homeostazy organizmu i adaptacji organizmu do wysiłku (trening, żywienie, suplementacja, sen, itd.)  Można monitorować poszczególne metabolity (np. mleczan) Próg przemian beztlenowych – AT  AT – intensywność pracy, przy której aktywuje się III system resyntezy ATP (następuje gwałtowny wzrost kwasu mlekowego). Praca prowadzona na poziomie AT jest optymalnym obciążeniem i daje najlepsze efekty treningowe (trening wytrzymałościowy) Ocena poziomu markerów biochemicznych:  Przed  W trakcie  Po treningu

8.

9.

Wybrane markery biochemiczne: 4.

5. 6.

7.

Wskaźniki uszkodzenia mięśni poprzecznie prążkowanych:  Kinaza kreatynowa (CK):  Wewnątrzmięśniowy enzym, katalizujący odwracalną reakcję resyntezy ATP z fosfokreatyny (PCr), poprzez jej hydrolizę, sprzężoną z fosforylacją ADP  Fosfokreatyna + ADP  kinaza kreatynowa (CK)  kreatyna + ATP  Cr P + ADP  CK  Cr + ATP Fosfokreatyna – syntetyzowana w kolejno: nerkach, wątrobie i mięśniach. Do powstania cząsteczki fosfokreatyny niezbędne są trzy aminokwasy: arginina, ... Reakcja katalizowana przez kinazę kreatynową:  U przeciętnej osoby ten system resyntezy ATP dostarcza energii przez okres 6-8 sekund  U osób aktywnych fizycznie ten okres wynosi ok. 10 sekund  U sportowców o bardzo wysokiej wydolności i dobrze rozwiniętych przemianach anaerobowych (beztlenowych) zgromadzona w mięśniu fosfokreatyna dostarcza energii przez okres 12 sekund  Wiele dyscyplin szybkościowych (szybkościowo-siłowych) opiera się na korzystaniu w przeważającym stopniu z tego źródła energii dla mięśni REAKCJA KATALIZOWANA PRZEZ KINAZĘ KREATYNOWĄ:  Kinaza kreatynowa (CK) zbudowana jest z dwóch podjednostek:  M (muscle) – mięśniowa  B (brain) – mózgowa  Wyróżnia się więc 3 izoenzymy kinazy kreatynowej:  CK-MM – izoenzym mięśniowy (mięśnie poprzecznie-prążkowane)  CK-BB – izoenzym mózgowy  CK-MG – izoenzym sercowy  Mięśnie poprzecznie prążkowane:  CK-MM – 98%  CK-BB – 1%  CK-MG – 1%

10.

11.

12.

13.

Mięsień sercowy:  CK-MM – 70-75%  CK-BB – 1%  CK-MB – 25-30%

CK-MB:  Badanie wykonuje się w przypadku bólu w klatce piersiowej lub innych objawów zawału serca  Występowanie: mózg, mięśnie gładkie, siatkówka, nerki, kości Kinaza kreatynowa – zastosowanie w sporcie:  Badania wykonuje się w celu oceny wydolności i adaptacji zawodnika oraz kontroli obciążeń treningowych:  Normy referencyjne:  Kobieta: 40-280 U/L (37 stopni C)  Mężczyzna: 60-370 U/L (37 stopni C)  !! Materiał do badań: krew  Zwiększenie intensywności pracy mięśniowej może prowadzić do naruszenia integralności mięśniowych błon komórkowych, pojawienia się stanów zapalnych i innych uszkodzeń mięśni zawodnika  Wzrost aktywności CK świadczy o pojawieniu się uszkodzenia miocytów Kinaza kreatynowa – oznaczenie w sporcie:  Poziom mierzonej aktywności CK jest również związany z indywidualną dla każdego sportowca szybkością jej eliminacji i zależy od:  Intensywności, specyfiki i długości wysiłku  Rodzaju skurczu mięśni i ich budowy oraz typu włókien mięśniowych zawodnika  Czasu od ukończenia wysiłku do pobrania próbki krwi do analizy Dehydrogenaza mleczanowa (LDH):  Wewnątrzmięśniowy enzym katalizujący przekształcenie pirogronianu w mleczan, na szlaku glikolitycznych przemian glukozy, w warunkach niedostatecznej ilości tlenu  Mechanizm powstawania mleczanu z pirogronianu, przy udziale LDH  ... Dehydrogenaza mleczanowa (LDH) jest tetramerem składającym się z podjednostek H i M  Tworzą one 5 izoenzymów LDH, katalizujących tą samą reakcję, ale występujących w różnych miejscach w organizmie i kodowanych przez różne geny:  LDH 1-HHH  LDH 2-HHHM  LDH 3-HHMM  Obecne są przede wszystkim ... Normy referencyjne: 200-450 U/L  Materiał biologiczny: krew  UWAGI:  Wykorzystanie LDH wiąże się z koniecznością uwzględnienia:  Budowy somatycznej zawodnika  Jego stanu zdrowia

Specyfiki wysiłku i miejsca, w którym ten wysiłek jest prowadzony (temp., wysokość nad poziomem morza)  Czasu po ukończeniu wysiłku  Obserwacje: często wyższa aktywność LDH u osób odznaczających się większymi zdolnościami wysiłkowymi i wyższą wydolnością aerobową, analizowaną m.in. na podstawie VO2max 

Hormonalne wskaźniki przemęczenia/przetrenowania – wykładniki anaboliczno/kataboliczne: 14. Testosteron (T):  Najważniejszy męski androgen  Syntetyzowany na szlaku steroidogenezy (z cholesterolu absorbowanego z krwi), przede wszystkim przez komórki Leydiga w jądrach  Na szybkość syntezy testosteronu wpływa również wydzielany przez przedni płat przysadki mózgowej hormon luteinizujący (LH) 15. Wpływ testosteronu na zdolności wysiłkowe sportowców  regulacja przemian anabolicznych organizmu oraz stymulacja syntezy i ekspresji niektórych białek  Wskazano również związek między zwiększeniem poziomu testosteronu, a:  Wzrostem przekroju włókien mięśniowych typu I i II  Zwiększenie liczby komórek satelitarnych  Wzrost siły, mocy i wytrzymałości mięśni  Sferą psychiczną zawodnika (zmniejszenie strachu oraz wzrost poziomu motywacji, agresji i chęci podejmowania ryzyka) 16. Normy referencyjne:  Kobiety: 0,26-1,22 ng/ml  Mężczyźni: 2,0-6,9 ng/ml  Materiał biologiczny do badań: krew, ślina, włosy, paznokcie, pot, mocz 17. Wykorzystanie testosteronu jako wskaźnika statusu hormonalnego i stanu anabolicznego organizmu wymaga uwzględnienia:  Znacznego dobowego wahania jego poziomu  Specyfiki wysiłku fizycznego, któremu poddaje się zawodników 18. Kortyzol (K):  Główny glikokortykosteroid wydzielany w korze nadnerczy, powstający na szlaku steroidogenezy  Większość wydzielanego przez korę nadnerczy kortyzolu jest związana w osoczu z globuliną wiążącą kortykosteroidy (CBG)  Jedynie około 5010% K jest jego aktywną metabolicznie formą 19. Kortyzol wpływa m.in. na:  Pobudzenie lipolizy i zwiększenie wykorzystania kwasów tłuszczowych w celach energetycznych  Nasilenie procesów katabolizmu białek (prowadzi do uwolnienia aminokwasów biorących udział w procesie glukoneogenezy) i może skutkować obniżeniem masy mięśniowej  Wzrost stężenia glukozy we krwi  Może uczestniczyć w stymulacji produkcji białek i CHO w wątrobie  Stymulacje układu odpornościowego oraz procesów obronnych organizmu

Poziom kortyzolu jest związany ze stresem psychicznym oraz może wpływać na obniżenie stężenia testosteronu i wskazywać na przemęczenie organizmu poddanego znacznemu obciążeniu  Wpływ bodźców fizycznych i psychicznych, prowadzi do powstania określonej odpowiedzi organizmu związanej m.in. z hormonalną reakcją osi podwzgórzowoprzysadkowo-nadnerczowej 20. Normy referencyjne:  Kortyzol rano (8:00-10:00): 50-230 ng/mg  Materiał biologiczny do badań: krew, ślina, włosy, paznokcie, pot, mocz  Interpretacja:  Wpływ rytmów okołodobowych na poziom kortyzolu i największe jego stężenie obserwuje się w godzinach porannych 21. Czynnikami wpływającymi na sekrecję kortyzolu są także:  Intensywność, czas trwania, specyfikacja wysiłku fizycznego  Środowisko (np. Wysokość, temp.)  Poziom kortyzolu wydzielanego w trakcie wysiłku odznacza się zindywidualizowaną zmiennością, zależną m.in.  Od cech budowy somatycznej i reakcji poszczególnych narządów na obciążenia, stres  Poziomu wytrenowania i zmęczenia zawodnika  Liczbę godzin snu 22. Wskaźniki przemęczenia/przetrenowania:  Testosteron/kortyzol (T/K)  Wskaźnik T/K, tzw. Wskaźnik anaboliczno-kataboliczny:  Ustalany indywidualnie do każdego zawodnika w okresie roztrenowania  U mężczyzn najczęściej wynosi od 0,03 do 0,08 

Specyficzne metabolity 23. Mleczan:  Organiczny związek chemiczny z grupy hydroksykwasów, powstający w mięśniach, podczas glikolizy beztlenowej  Powstaje z pirogronianu przede wszystkim w warunkach niedostatecznego dostępu tlenu  Szybkość produkcji mleczanu jest zależna od (związanego z rosnącą intensywnością wysiłku) wzrostu zapotrzebowania komórek mięśniowych na ATP, co bezpośrednio prowadzi do zwiększenia tempa glikolizy  Ocena stężenia mleczanu jest, obok analizy wskaźników wydolnościowych, powszechnie stosowanym markerem reakcji organizmu i stopnia jego adaptacji do wykonania określonego wysiłku fizycznego  Cenny marker do planowania i prowadzenia treningu sportowego z określoną intensywnością  Mleczan produkowany jest zarówno w trakcie spoczynku, jak i wysiłku fizycznego  Mleczan do pewnego poziomu koncentracji w mięśniach wykazuje również pewne działanie ochronne, wpływając na zwiększenie pobudliwości pracujących mięśni i przeciwdziałając ich zmęczeniu  Nie jest on jednak jedynie ubocznym produktem metabolizmu anaerobowego !

24. Schemat cyklu Corich:  Nawet ponad 75% mleczanu powstałego w trakcie wysiłku jest utleniane przez mięśnie 25. Mleczan a dyscypliny sportu:  Sporty wytrzymałościowe:  Niższe stężenia La (mleczanu) we krwi zawodników:  Lepsza adaptacja do wysiłku submaksymalnego  Dłuższe prowadzenie wysiłku z wyższą intensywnością, dzięki dostarczaniu energii do pracy mięśni na drodze metabolizmu tlenowego  Sporty szybkościowo-siłowe:  U osób uzyskujących wysokie wyniki, znaczący wzrost poziomu mleczanu może być interpretowany jako marker wysokiej wydolności anaerobowej  Wskazującej na dobrą tolerancję „zakwaszenia mięśniowego” związanego ze wzrostem stężenia jonów wodorowych  W trakcie regeneracji powysiłkowej szybkość usuwania mleczanu z organizmu jest z kolei zależna od jego stężenia oraz koncentracji jonów H+, a także rodzaju włókien mięśniowych, przepływu krwi przez mięśnie oraz adaptacji organizmu 26. Normy referencyjne:  Mleczan:  Stężenie spoczynkowe – 1-2 mmol/L  Próg przemian aerobowych – 2 mmol/L  Próg przemian anaerobowych (prób OBLA) – 4 mmol/L  Maksymalne fizjologiczne stężenie - >20 mmol/L  Powrót do wartości spoczynkowych (w sporcie) poniżej 1 godziny  Materiał biologiczny do badań: krew, ślina Wskaźniki wytrzymałościowe: 27. Przyczyny „anemii” sportowców (niedoboru żelaza):  Niedobór żelaza w diecie  Niewłaściwy skład diety  Reakcja fizjologiczna organizmu – potreningowe zwiększenie objętości osocza  Straty mechaniczne – hemoliza wysiłkowa („marszowa”) Monitoring poziomu związków azotowych 28. Mięśniowa pula wolnych aminokwasów  deaminacja (powstaje amoniak)  utlenianie  transaminacja  pula wolnych aminokwasów  itd. 29. ATP  ADP  AMP  IMP  kwas moczowy  ATP  ADP  AMP  NH3 (amoniak)  mocznik 30. Wzrost stężenia mocznika: we krwi zawodnika powyżej jego indywidualnej wartości może świadczyć o pierwszych objawach przemęczenia lub przetrenowania, ponieważ mocznik jest wskaźnikiem określających instensywność rozpadu białek, czyli procesów typowo katabolicznych  Poranne wartości mocznika mogą być wykorzystywane jako wskaźnik obciążeń treningowych (wysiłki wytrzymałosćiowe) dnia poprzedniego  Wartości bezpośrednio po wysiłku mogą być obniżone ...

Istnieją duże różnice międzyosobnicze w reakcjach na poszczególne bodźce treningowe Normy referencyjne: 15-40 mg/d  Materiał do badań: krew, pot, mocz Badanie umożliwiające rozpoznanie i monitorowanie zaburzeń równowagi kwasowozasadowej organizmu:  Normy referencyjne:  pH: norma 7,35-7,45  pCO2 (ciśnienie parcjalne CO2): 35-45 mmHg  HCO3: 24-28 mmol/l  SpO2 (saturacja) - 95-99%  Wszystkie zasady buforujące krwi pełnej: 44-48 mmol.l  BE (zapas/niedobór zasad): 2,5-2,0 mmol/l  Materiał do badań: krew Markery wysiłku maksymalnego:  Znaczne podwyższone stężenie mleczany (La)  Znaczne podwyższone stężenie pirogronianu  Kilkuprocentowy spadek stężenia glukozy  Wzrost wartości hematokrytu  ... Odwodnienie:  Wzrost hematokrytu  Osmolalność – wzrost  Gęstość moczu – wysoka  Spoczynkowe stężenia Na+ i K+ są wysokie (krew zagęszczona)  Powysiłkowe stężenia Na+ i K+ jest niskie (elektrolity utracone z potem)  Stosowanie odżywek sportowych:  Wzrost hematokrytu  Wzrost białka i albumin w surowicy krwi  Podwyższona wartość kreatyniny  Może być podwyższona kinaza kreatynowa 

31. 32.

33.

34.

35....