Fizjologia wysiłku i treningu fizycznego. Отсутствует

Fizjologia wysiłku i treningu fizycznego - Отсутствует


Скачать книгу
głównie w czasie wysiłków o intensywności powyżej 50% V̇O2max. Jego wykorzystanie wzrasta w miarę wzrostu obciążenia, tak że może dochodzić niemal do całkowitego zużycia tego wielocukru. Natomiast we włóknach ST wykorzystanie glikogenu w czasie wysiłków o obciążeniu powyżej 50% V̇O2max zmniejsza się w miarę wzrostu obciążenia. Wykorzystanie glikogenu w poszczególnych typach włókien w czasie wysiłku odzwierciedla więc ich zaangażowanie w wysiłku o danym obciążeniu.

Wysiłek o obciążeniu powyżej 90% V̇O2max

      W czasie tego typu wysiłku glikogen mięśniowy staje się głównym źródłem energii. Po zaprzestaniu wysiłku z powodu zmęczenia stwierdza się niemal całkowite zużycie glikogenu we włóknach typu IIX, spadek jego stężenia o ok. 70% we włóknach typu IIA, a we włóknach typu I zmniejszenie stężenia o zaledwie ok. 25% w stosunku do wartości spoczynkowej.

      Wykorzystanie glikogenu mięśniowego przez dany mięsień (czy też grupę mięśni) w czasie biegu zależy też od tego, czy bieg odbywa się po równej płaszczyźnie, pod górę czy też w dół. W każdym przypadku glikogen jest wykorzystywany najszybciej w mięśniu brzuchatym łydki (m. gastrocnemius). Odbudowa zasobów glikogenu zachodzi w okresie restytucji powysiłkowej, a jej szybkość zależy od diety i od czasu, jaki upłynął od zakończenia wysiłku. Odbudowa glikogenu mięśniowego następuje najszybciej, gdy węglowodany zostały spożyte w czasie do 2 h po wysiłku. W przypadku stosowania diety wysokowęglowodanowej (gdy > 70% kalorii stanowią węglowodany) całkowita resynteza zachodzi w ciągu ok. 24 h. Kontynuowanie tej diety w ciągu kolejnych 1–2 dni zwiększa znacznie stężenie glikogenu ponad wartość spoczynkową, przedwysiłkową (co określa się terminem „superkompensacja stężenia glikogenu”). Z kolei dieta ubogowęglowodanowa (40% kalorii z węglowodanów) obniża tempo powysiłkowej resyntezy glikogenu.

Wysiłki statyczne

      W czasie wysiłku statycznego o sile skurczu przekraczającej 60–70% siły maksymalnej zamknięciu ulega dopływ krwi do kurczącego się mięśnia. Przerywa to dostawę tlenu i substratów krwiopochodnych do tego mięśnia. Wobec braku tlenu są zużywane ATP, fosfokreatyna i niewielkie ilości glikogenu na drodze beztlenowej. Wysiłki takie trwają krótko, dlatego ilość zużytego glikogenu nie jest znacząca.

      1.4.2.2. Triacyloglicerole mięśniowe

      Triacyloglicerole mięśniowe pokrywają ok. 25% wydatku energetycznego w czasie wysiłku o umiarkowanej intensywności. Ich poziom ulega obniżeniu we włóknach o dużej zdolności do przemian tlenowych, a więc głównie we włóknach typu I oraz IIA. Triacyloglicerole hydrolizowane są przez enzym o nazwie lipaza tłuszczowa triacyloglicerolowa (ATGL adipose triacylglycerol lipase). U człowieka zawartość tego enzymu we włóknach typu I jest znacznie większa niż we włóknach typu II. Brak jednak danych na temat hormonalnej regulacji aktywności ATGL w mięśniach. W mięśniu szkieletowym nie ma perilipiny 1, która odgrywa główną rolę w aktywacji ATGL w tkance tłuszczowej. Prawdopodobnie in vivo głównym stymulatorem tego procesu jest adrenalina (patrz także rozdział 1.4.3.2). Czynność skurczowa izolowanego mięśnia zwiększa aktywność ATGL. Albo więc same skurcze, albo też uwalniane w czasie skurczu jony wapnia zwiększają aktywność tego enzymu.

      1.4.3. Substraty krwiopochodne

      1.4.3.1. Glukoza

      Stężenie glukozy we krwi na czczo wynosi 80–100 mg/dl. W czasie wysiłków o dużej intensywności (a więc krótkotrwałych) stężenie glukozy we krwi często wzrasta, co jest spowodowane uwalnianiem tego cukru na skutek rozkładu glikogenu wątrobowego. W pierwszym okresie długotrwałego wysiłku są zużywane jedynie niewielkie ilości glukozy. Zużycie tego cukru rośnie w miarę przedłużania wysiłku, tak że po 3–4 h glukoza stanowi nawet 40% ogółu zużytych substratów energetycznych. Jednak w czasie wysiłków długotrwałych (np. maraton czy długie etapy wyścigów kolarskich) endogenna produkcja glukozy nie zaspokaja potrzeb i konieczne jest uzupełnianie węglowodanów. W przeciwnym wypadku doszłoby do obniżenia stężenia glukozy we krwi (hipoglikemii). Hipoglikemia oznacza niedobór substratu energetycznego nie tylko dla mięśni, lecz również dla mózgu. Upośledza czynność mózgu i zmusza zawodnika do przerwania wysiłku. W czasie długotrwałego wysiłku rośnie ilość glukozy wytwarzanej w wątrobie. Wątroba jest jedynym narządem, który wytwarza i wydziela do krwi wolną glukozę.

      Glukoza w wątrobie wytwarzana jest na dwóch drogach:

      1. Ze zmagazynowanego w komórkach wątrobowych (hepatocytach) glikogenu. Proces rozkładu tego wielocukru nazywa się glikogenolizą. W komórkach wątrobowych glikogen jest hydrolizowany również do glukozo-6-fosforanu. W wątrobie znajduje się enzym glukozo-6-fosfataza. Enzym ten odszczepia resztę fosforanową od glukozo-6-fosforanu z utworzeniem wolnej glukozy. Glukoza ta jest następnie transportowana do krwi. Glikogenolizę w wątrobie aktywują: adrenalina, glukagon i hormon wzrostu. Wspomagają ten proces glikokortykosteroidy i hormony tarczycy. Hamuje go insulina.

      2. W wyniku syntezy de novo w procesie zwanym glukoneogenezą. Na drodze glukoneogenezy glukoza jest syntetyzowana w wątrobie z mleczanu, glicerolu i aminokwasów glukogennych (głównie alaniny, glutaminianu i asparaginianu). Proces glukoneogenezy aktywują glukagon i glikokortykosteroidy, natomiast hamuje go insulina.

Dokomórkowy transport glukozy

      Glukoza jest transportowana do komórek mięśniowych niemal wyłącznie przez glukotransporter 4 (GLUT-4). W spoczynku, po spożyciu posiłku zawierającego węglowodany, liczbę glukotransporterów w błonie komórkowej (a tym samym dokomórkowy transport glukozy) zwiększa hormon insulina. W czasie wysiłku rośnie transport glukozy do kurczących się komórek mięśniowych, pomimo obniżenia stężenia insuliny we krwi (p. str. 49). Za wzrost ten jest odpowiedzialna aktywność skurczowa mięśnia i towarzyszący jej wzrost stężenia jonów Ca2+ oraz aktywności enzymu kinazy AMP. Powodują one przesunięcie GLUT-4 do błony komórkowej. W pracujących mięśniach otwiera się większa liczba kapilar i wzrasta przepływ krwi, co przyczynia się do zwiększenia wychwytu glukozy przez kurczące się mięśnie.

Rozkład glukozy w mięśniach

      Glukoza jest rozkładana na drodze tlenowej (glikoliza tlenowa) oraz na drodze beztlenowej (glikoliza beztlenowa). Pierwszy etap rozkładu – do pirogronianu – jest wspólny dla obu dróg. W obecności tlenu pirogronian wchodzi w cykl przemian tlenowych, zwany cyklem kwasu cytrynowego, cyklem kwasów trikarboksylowych lub cyklem Krebsa. Przy braku tlenu pirogronian jest przekształcany w mleczan przy udziale enzymu o nazwie dehydrogenaza mleczanowa (jest to reakcja odwracalna) (ryc. 1.14). Powoduje to wzrost zawartości mleczanu w mięśniach i jego stężenia we krwi. W wyniku glikolizy beztlenowej z jednej cząsteczki glukozy pobranej z krwi powstają netto dwie cząsteczki ATP. Gdy glukoza pochodzi z glikogenu, dostępne są netto trzy cząsteczki ATP. W przypadku glikolizy tlenowej w procesie katabolizmu jednej cząsteczki glukozy tworzy się 38 cząsteczek ATP.

Mleczan

      Nazwa „mleczan” jest bardzo często używana wymiennie z nazwą „kwas mlekowy” i w konsekwencji u niektórych osób rodzą się wątpliwości co do prawidłowego znaczenia tych słów. Wątpliwości te wynikają z tradycyjnie przyjętego założenia, że kwas mlekowy, którego stała równowagi dysocjacji ma małą wartość (pKa = 3,87), w środowisku wodnym ulega dysocjacji, czego konsekwencją jest wzrost stężenia jonów H+ i wzrost zakwaszenia. Proces ten określono mianem kwasicy mleczanowej. Pogląd ten został jednak zweryfikowany, ponieważ wykazano, że głównym źródłem jonów H+ jest rozkład ATP sprzężony z przemianą glikolityczną, natomiast produkcja mleczanu jest procesem, w którym jony H+ są zużywane przez pirogronian, a więc


Скачать книгу