410 likes | 729 Vues
Fyziologické aspekty pohybu. PhDr. Michal Botek, Ph.D. Fakulta Tělesné kultury, Univerzity Palackého. REDISTRIBUCE KRVE. ↑↑↑ METABOLISMU. STRESOR a STRES – narušení homeostázy Akutní odpověď organismu . POHYB = STRESOR. AKTIVACE STRESOVÉ OSY.
E N D
Fyziologické aspekty pohybu PhDr. Michal Botek, Ph.D. Fakulta Tělesné kultury, Univerzity Palackého
REDISTRIBUCE KRVE ↑↑↑ METABOLISMU STRESOR a STRES – narušení homeostázy Akutní odpověď organismu POHYB = STRESOR AKTIVACE STRESOVÉ OSY snížení aktivity PARASYMPATIKU a zvýšení SYMPATIKU + vyplavení KATECHOLAMINŮ / Adrenalin + Noradrenalin / ADRENERGNÍ RECEPTORY α1; α2;β1; β2
REDISTRIBUCE KRVE Rozšíření svalových tepen (účinek A – β adrenergní) + zúžení útrobních tepen kombinace NA (α adrenergní) a A REDISTRIBUCE krve z útrob do svalů při zátěži KLID ZATÍŽENÍ
KLID ZÁTĚŽ Zesílení vlivu katecholaminů Cévy svalů Cévy břicha Cévy svalů Cévy břicha Adrenalin/Noradrenalin
NADH FADH ŘÍZENÍ METABOLISMU • neurohumorální regulace (ANS + hormonální systém) • odpověď závisí : DÉLKA + INTENZITA(50 % VO2max změny v ANS) • :TRÉNOVANOST + VNĚJŠÍ PODMÍNKY Schéma převzato z Máček & Radvanský (2011)
sekrece hormonů se odvíjí od INTENZITY ZATÍŽENÍ • > 50 VO2max = odpovědˇ jako POPLACHOVÁ REAKCE (SY+KA) ZISK ATP HORMONÁLNÍ ŘÍZENÍ METABOLISMU !!! ZATÍŽENÍ = KATABOLICKÉ LADĚNÍ METABOLISMU !!! ZVÝŠENÁ POTŘEBA ENERGIE PRO PRACUJÍCÍ SVALY • ↑↑SEKRECE HORMONŮ: • Adrenalin (glykolýza + lipolýza) • Somatotropin (lipolýza) • Glukagon (glykolýza) • ACTH – Kortizol (lipolýza, proteolýza) ??? SMYSL LIPOLÝZY + UTILIZACE LAKTÁTU ??? • ↓ SEKRECE HORMONŮ: • Inzulín (nejsilnější anabolický hormon)
ATP – CP: kreatin fosfát (CP) zásobárna energie pro ,,dobití“ ATP* (~2 s) ENERGETICKÉ SYSTÉMY • jediným možným zdrojem energie pro stah svalu je chemická látka adenozintrifosfát (ATP) !!!
GLYKOGEN A GLUKÓZA ANAEROBNÍ ZISK – ATP 300 – 500 (800) g Pyruvát 2 ATP 3 ATP ATP + LAKTÁT : RYCHLÁ, ale NEHOSPODÁRNÁ cesta k získání ATP
CO2 v KRVI vede ke zvýšení CO2 ve vydechovaném vzduchu a tím ke zvýšení ventilace! PUFROVACÍ (NÁRAZNÍKOVÝ)SYSTÉM Laktát H+ + HCO3 H2CO3 pHCO2 +H2O
Při vysoké produkci LA může proniknout LAKTÁT z buněk do krve a odtud do jiných tkání !!! koordinátor další látkové výměny !!!
Cesta Laktátu • může být ve svalové tkáni, kde byl vytvořen (většinou bílá svalová vlákna) nebo ve tkáni, do které se dostal krví A) buď zpátky oxidován na pyruvát a rozložen v mitochondriích (Krebsově cyklu) a CO2, H2O a energii, B) nebo se z něj může zpětně vytvořit ZÁSOBNÍ GLYKOGEN (tzv. glukoneogeneze, tj. tvorba glykogenu z nesacharidových zdrojů)
UTP Glykogen Pi G-fosforyláza laktát UDP G 1-P NAD GLYKONEOGENEZE ADP ATP IZOMERACE LDH NADH G 6-P pyruvát IZOMERACE GL hexokináza F 6-P Pyruvát kináza Pi ATP ATP fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza ADP ADP F 1,6-P ATP ADP enoláza P-enol pyruvát Glyceraldehyd 3-P Glyceraldehyd 3-P NADH NAD Glyceraldehyd dehydrogenáza
!!! LAKTÁT ŠETŘÍ SACHARIDY BĚHEM ZATÍŽENÍ !!! GlukoZa/Glykogen Rozklad s časem klesá Pyruvát Využití s časem roste Acetyl-CoA Laktát Během tělesné práce aerobní využití laktátu převyšuje využití glukózy. Laktát se stává hlavním aerobním substrátem
ATP sacharidy, lipidy, proteiny H2O mitochondrie KREBSŮV /citrátový/ CYKLUS H+ CO2 AEROBNÍ ZISK ENERGIE Pyruvát ACETYL Co-A
SACHARIDY TRIGLYCERIDY /Glycerol + 3 FFA/ Acyl Co-A + L-karnitin Acetyl Co-A 36 ATP + CO2 + H2O 8,5n – 7 ATP, n=počet cyklů AEROBNÍ VZNIK ENERGIE = POMALEJŠÍ ALE EFEKTIVNĚJŠÍ !!! MITOCHONDRIE
ČASOVÁ SOUSLEDNOST ZAPOJENÍ METABOLICKÝCH SYSTÉMŮ PŘI MAXIMÁLNÍ PRÁCI
AerobníINTERVALOVÝtrénink • opakované intervaly o vysoké intenzitě zatížení • oddělené relativně krátkými intervaly klidu. • tento trénink, považovaný mnohdy pouze za trénink • anaerobní, zlepšuje i aerobní výkonnost • (interval odpočinku je natolik krátký, že neproběhne plné zotavení • a je stimulován aerobní systém).
VO2max SF Laktát 2-8 mmol/L čas INTERVALOVÝ TRÉNINK • jezaložený na dynamice spotřeby kyslíku (VO2) • krátký interval zatížení 15 s : 15 s zotavení • – zvyšování aerobní kapacity 1 : 1* • – zvyšování anaerobní kapacity 1 : 1 (60-240 s) • * produkce laktátu, která neporušuje její rovnováhu !!! VO2 Z 15 s O 15 s
Úsek zotavení se stále prodlužuje a úsek zátěže se relativně zkracuje SF Kon.zát. (185) Zot Zot Zot Zot Zač.zát. (130) A B Z Z Z Z B > A t
ANP ANP aerobní aerobní SF aerobní anaerobní Laktát 120 čas SF 200 150 100 50 Výsledky intervalového i kontinuálního tréninku se z hlediska zlepšení aerobní kapacity významně neliší !!! čas KARDIOVASKULÁRNÍ DRIFT
Účinky aerobního tréninku • Zvyšuje aktivitu oxidativních enzymů a neovlivňuje aktivitu enzymů ATP-cyklu a aktivitu glykolytických enzymů.
Pyruvát (3C) NAD+ CO2 dehydrogenáza NADH + H+ dekarboxyláza Acetyl-CoA (2C) citrátsyntáza Oxalacetát (4C) Citrát (6C) NAD+ dehydrogenáza NADH + H+ Malát (4C) Izocitrát (6C) dekarboxyláza NAD+ CO2 Fumarát (4C) dehydrogenáza NADH + H+ FADH2 dehydrogenáza Alfa-ketoglutarát (5C) Sukcinát (4C) P FAD dekarboxyláza Sukcinyl-CoA (4C) CO2 GTP NAD+ dehydrogenáza NADH + H+ GDP
Anaerobní trénink Zvyšuje aktivitu ATP-cyklu zvyšuje aktivitu glykolytických enzymů MÁ pouze minimálnívliv na oxidativní enzymy Čili - fyziologické změny vzniklé v důsledku tréninku jsou vysoce specifické a závislé na typu tréninku!
UTP GLYKOGEN Pi G-fosforyláza LAKTÁT UDP G 1-P NAD ADP ATP IZOMERACE LDH NADH G 6-P pyruvát IZOMERACE GL hexokináza F 6-P Pyruvát kináza Pi ATP ATP fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza ADP ADP F 1,6-P ATP ADP enoláza P-enol pyruvát Glyceraldehyd 3-P Glyceraldehyd 3-P NADH NAD Glyceraldehyd dehydrogenáza
,,Anaerobní“ práh (ANP) - Laktátový práh (LP) Hraniční intenzita, při které je udržována dynamická rovnováha mezitvorbouaspotřebou laktátu. Úroveň ANP lze tréninkem ovlivnit(společně s VO2max) IZ odpovídající ANP 87–90 % SFmax 82–85 % VO2max laktát VO2 2-8 mmol/l IZ
Vliv vytrvalostního tréninku na laktátový práh (LT)
Typy svalových vláken TYP I. – pomalá (slow oxidative) : vyšší obsah myoglobinu : větší počet mitochondrií, enzymy aerobního metabolismu : odolávají únavě, vysoce kapilarizované TYP II. A – rychlá oxidativní (fast oxidative) : snižuje se obsah myoglobinu : vyšší počet glykolytických enzymů než v I. : méně kapilarizovaná TYP II. B – rychlá glykolytická (fast glycolitic) : vysoká koncentrace a aktivita glykolytických enzymů : rychle unavitelná : vysoká schopnost generovat svalovou sílu
Aerobní trénink zvyšuje • počet krevních kapilár na jedno svalové vlákno • počet kapilár na průřez svalu Obě tyto změny zlepšují prokrvení svalů!
Aerobní trénink • stresuje víc vlákna ST (pomalá, červená) než vlákna FT (rychlá, bílá). • Proto vlákna ST zvětšují svůj objem. • I když se % ST a FT nemění, vytrvalostní trénink způsobí změnu charakteristiky vlákenFTb(rychlá vlákna, která mají nižší aerobní kapacitu) na FTa (rychlá vlákna, která mají vyšší aerobní kapacitu).
Aerobní trénink a svalová buňka • zvyšuje počet a objem mitochondrií. • zvyšuje se aktivita většiny oxidativních enzymů. • Všechny tyto změny jsou kombinované s adaptací transportního systému. • To vede ke zlepšení funkční kapacity oxidativního systému a ke zvýšení vytrvalostní výkonnosti a tedy i hodnoty VO2max !
GENETIKA A LIMITY : potenciál organismu pro zvyšování VO2maxje omezený! : absolutní hodnoty vzrostou max.o 10 až 30 % (50 %)
Vytrvalostně trénované svaly • obsahují významně vyšší zásoby glykogenu než svaly netrénované. • obsahují významně vyšší zásoby triglyceridů než svaly netrénované. • Aktivita enzymů, které zabezpečují oxidaci mastných kyselin (produkty rozpadu triglyceridů), se rovněž zvyšuje. • Tím se zvyšuje využití tuků a šetří se glykogen.
ADAPTACE SVALOVÉHO APARÁTU NA SILOVÉ PODNĚTY
ADAPTACE PROBÍHÁVE TŘECH ETAPÁCH: 1. ETAPA:Období rychlého zlepšení „zvedací“ schopnosti -proces učení (CNS). Malé nebo žádné zlepšení síly jednotlivých svalů, ale pocit zvýšené síly. : efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek čilizlepšování technikyne síly : neuromuskulární adaptace po 2 týdnech ! Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
2. ETAPA:Zvýšení síly jednotlivých svalových vláken bez zvětšení průřezu(bez hypertrofie). : zlepšování intra- a intermuskulární koordinace : efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek Neurální adaptace za 6 až 8 týdnů Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
3. ETAPA:Pomalý ale stálý vzestup objemu a síly trénovaných svalů : svalová hypertrofie 10 až 12 týdnů Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
METABOLICKÝ EFEKT POSILOVÁNÍ • zvýšení koncentrace svalového C, CP, ATP a glykogenu • zvýšení aktivity glykolytických enzymů (PFK, LDH). (Máček & Radvanský, 2011)
Co je to únava ??? signalizátor funkčních změn v organismu obranný mechanismus, projevující se ochranným útlumem CNS při překročení kritické úrovně zatížení komplexní děj týkající se všech funkčních systémů v organismu
Fyziologické příčiny únavy: HOMEOSTÁZA ↓energetických substrátů (ATP, CP, GLu, GLy) kumulace katabolitů a INT hydrolýza ATP ve svalové buňce porušená acidobazická a iontová rovnováha (Na+,K+, Ca2+ Mg2+,Cl-, La-, Pyr-) SID, hyponatrémie Radvanský & Vančura (2007) anaerob. vznik ATP ↑La- - H+ ↓ pH ↓ enzymatické činnosti