Sportska fiziologija

Prof. dr. Zoran ValićMedicinski fakultet u Splitu

Metabolički sustavi u mišićima u tijeku rada:

1) Fosfagenski sustav2) Sustav glikogen-mliječna kiselina3) Aerobni sustav

Fosfagenski sustav:

ATP (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

Sustav glikogen-mliječna kiselina:

glikogen 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)

Aerobni sustav:

glukoza, masne kiseline, aminokiseline

Maksimalna brzina stvaranja ATP:

Sustav namicanja energije M ATP/minfosfagenski sustavsustav glikogen-mliječna kiselinaaerobni sustav

42,5

1

Izdržljivost sustava:

Sustav namicanja energije Vrijeme fosfagenski sustavsustav glikogen-mliječna kiselinaaerobni sustav

8-10 s1,3-1,6 min

neograničeno

Oporavak mišićnih metaboličkih sustava nakon mišićnog rada:

odstranjenje mliječne kiseline (zamor) 1) manji dio u pirogrožđanu2) veći dio u glukozu (u jetri)

Oporavak aerobnog sustava nakon mišićnog rada:

1) Dug kisika 2) Obnova mišićnog glikogena

Dug kisika:

tijelo sadrži oko 2 litre kisika 1) 0,5 L u zraku u plućima2) 0,25 L otopljeno u tjelesnim tekućinama3) 1L vezano na hemoglobin u krvi4) 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) povećanje promjera vlakana2) vjerojatno i podjela vlakana

Promjene unutar mišića:

1) broja miofibrila 2) mitohondrijskih enzima za 120%3) ATP-a i fosfokreatina za 60-80%4) glikogenske zalihe za 50%5) zaliha triglicerida za 75-100%

Vrste mišićnih vlakana:

1) MV koja se brzo kontrahiraju – brza vlakna (gastroknemijus) – tip II (bijela, a i b)

2) MV koja se sporo kontrahiraju – spora vlakna (soleus) – tip I (crvena)

Karakteristike mišićnih vlakana:

1) promjer brzih vlakana 2x veći 2) enzimi za anaerobni metabolizam 2-3x

aktivniji u brzim vlaknima (snaga)3) spora vlakna važna za izdržljivost, aerobna

funkcija (više mitohondrija i mioglobina)4) broj kapilara veći oko sporih vlakana individualne, nasljedne razlike

% vlakana u kvadricepsu:

Vrsta sportaša Brza vlakna Spora vlaknamaratonci

plivačiprosječna osoba

dizači utegasprinteriskakači

182655556363

827445453737

Disanje pri mišićnom radu:

ovisi o disciplini, ovisno o njenom trajanju

Potrošak kisika pri maksimalnom naporu:

Stanje PK (mL/min)prosječni netrenirani muškaracprosječni sportaštrkač maratona

360040005100

* potrošak u mirovanju 250 mL/min

Plućna ventilacija:

Stanje PV (L/min)plućna ventilacija tijekommaksimalnog mišićnog radamaksimalni minutni volumen disanja

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) mišićni rad na velikim visinama2) mišićni rad pri velikim vrućinama3) 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 DC (mmol/min)netrenirani čovjek u mirovanjunetrenirani čovjek pri maksimalnom radubrzi klizač pri maksimalnom raduplivač pri maksimalnom raduveslač pri maksimalnom radu

7,7

16,121,523,826,8

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 mirovanjuprotok krvi pri maksimalnom radu

3,690

Mehanizmi povećanja protoka:

1) vazodilatacija zbog povećanog metabolizma

2) povećanje arterijskog tlaka (30%)3) mišićna crpka4) protokom posredovana vazodilatacija5) ostale teorije

SMV za različite stupnjeve rada:

Stupanj mišićnog rada SMV (L/min)prosječan mladi muškarac u mirovanjumaksimalni SMV u tijeku mišićnograda u netreniranog muškarcamaksimalni prosječni SMV u tijeku mišićnog rada u maratonca

5,523

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

1) vježbe izdržljivosti (dinamičke, izotoničke ili aerobne: dugoprugaško trčanje, plivanje)

2) vježbe snage (statičke, izometričke ili anaerobne: hrvanje, dizanje utega)

3) kombinirane vježbe (biciklizam, veslanje)

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

+, muškarci

- povezanost s ACE genom ili polimorfizmom- nema povezanosti s rezultatom koji se postiže

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) hipertrofična kardiomiopatija (1/3 svih smrti)

2) 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) savladavanje viskoznog otpora mišića i zglobova

2) 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+

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 i stimulacijska sredstva:

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) farmakološki pripravci2) hormoni3) 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) smanjenje razine krvnog tlakab) smanjenje razine kolesterola i povećanje HDL

2) Brže ozdravljenje i oporavak poslije bolesti (upala pluća)