Exercițiu: o privire interioară

exercițiul

Exercițiul este cel mai înalt nivel de stres la care poate fi supus corpul. Pentru un exemplu ilustrativ, putem aplica următoarea comparație: o persoană cu o temperatură foarte ridicată, aproape letală pentru organism, are un metabolism accelerat cu 100% peste normal, iar în timpul unui maraton metabolismul accelerează cu 2000% peste valorile normale.

Diferențele dintre sexe
În general, principiile stabilite pentru bărbați sunt absolut aceleași pentru femei, cu excepția diferențelor cantitative datorate diferențelor în zona corpului, compoziția corpului și nivelurile de testosteron.

La femei, nivelurile de forță musculară, ventilație pulmonară și debit cardiac sunt de aproximativ 60-75% din valorile fiziologice găsite la bărbați. Când măsoară forța/centimetrul pătrat, mușchiul feminin atinge aceeași forță de contracție ca și masculul.

Sistemele metabolice musculare în timpul exercițiului
Energia chimică care alimentează mușchii este adenozin trifosfatul (ATP). Primele 5-6 secunde de muncă musculară sunt furnizate de ATP-ul disponibil în celulele musculare. După această perioadă inițială, este necesar să se sintetizeze noi cantități de ATP pentru a menține o activitate fizică mai lungă și mai intensă.

În activitatea fizică, care necesită o alimentare rapidă de energie și care nu poate fi asigurată de rezervele ATP disponibile ale mușchiului, în următoarele 10-15 secunde puterea musculară poate fi asigurată prin sistemul fosfagen al corpului. Acest sistem folosește compusul creatin fosfat, prin care adenozin difosfatul este transformat în ATP. În timpul activității fizice prelungite și intense, organismul trebuie să se bazeze pe sistemele care descompun zaharurile (glucoza) pentru a produce ATP.

Defalcarea completă a glucozei are loc în două moduri: anaerob și aerob. Utilizarea glucozei anaerobe apare atunci când sistemul fosfagen nu este în măsură să furnizeze energia necesară pentru a efectua contracția musculară. Aici este activat sistemul glicogen-acid lactic. Fiecare moleculă de glucoză este transformată în două molecule piruvat (acid piruvic). Energia eliberată este investită în ATP. Acidul piruvic este parțial descompus în acid lactic. Dacă acidul lactic se acumulează într-un mușchi, apar semne de oboseală musculară. Cu o anumită acumulare de acid lactic, sistemul de alimentare cu energie aerobă este activat.

Sistemul aerob joacă un rol important în exercițiile pe termen lung, cum ar fi un maraton. Sporturile de anduranță se bazează aproape în totalitate pe energia aerobă - cantități uriașe de ATP trebuie sintetizate pentru a oferi forță musculară pe termen lung, dar fără a acumula exces de acid lactic. Acest lucru se face după cum urmează: acidul piruvic este descompus în dioxid de carbon, apă și energie printr-o serie de reacții complexe, formând așa-numitul ciclu Krebs (ciclul acidului citric).

Defalcarea acidului piruvic necesită oxigen și astfel încetinește sau elimină acumularea de acid lactic. În rezumat, putem indica trei sisteme metabolice musculare diferite care furnizează energia necesară pentru diferite tipuri de activitate fizică:

- sistem fosfagen (10 - 15 secunde cantitate mare de energie)
- sistem glicogen-acid lactic (energie suplimentară 30-40 secunde)
- sistem aerob (cantități mari de energie limitată numai de capacitatea organismului de a furniza oxigen și alți nutrienți importanți)

Consumul de energie în timpul activității fizice ușoare
Cele mai bune exemple de exerciții fizice ușoare sunt mersul pe jos și joggingul ușor. Aici, mușchii bogați în fibre musculare de tip 1 iau cea mai mare parte în mișcare. Deoarece aceste fibre au un aport bun de sânge, aportul lor de oxigen și energie este bun. Consumul de ATP duce la acumularea de ADP (adenozin difosfat) pentru sinteza ulterioară a ATP.

Prezența ADP stimulează transferul de protoni (H +) în mitocondrii, ceea ce la rândul său reduce gradientul de protoni și stimulează transportul electronic. Se folosește hidrogen (H +) din forma redusă de nicotinamidă-adenină dinucleotidă (NADH), eliberând astfel NAD, care este implicat în oxidarea glucozei și a acizilor grași.

Calciul eliberat în timpul contracției musculare stimulează enzimele din ciclul Krebs și resp. mișcarea transportorului de glucoză 4 (GLUT-4) din interiorul celulei musculare către membrana celulară. Aceste modificări induse de exerciții fizice duc la o creștere a nivelului de oxidare.

Consumul de energie în timpul activității fizice moderate
Creșterea ritmului de alergare duce la un nivel crescut de consum de combustibil - eliberare crescută de acizi grași și resp. oxidarea crescută a acizilor grași de către mușchi. Dacă intensitatea activității fizice crește și mai mult, se atinge limita de oxidare a acizilor grași.

Acest fenomen nu a fost încă pe deplin elucidat, dar se crede că enzimele implicate în beta-oxidarea acizilor grași sunt saturați (Vmaxul acestor enzime. Consumul de energie în timpul activității fizice intense
Pe măsură ce intensitatea încărcăturii crește și mai mult, capacitatea mușchilor de a extrage glucoza din sânge devine insuficientă pentru a asigura consumul de energie. Formarea ATP nu poate fi complet asigurată de combustibilii extracelulari și nivelurile sale în celulă încep să scadă. Toate acestea stimulează fosfofructokinaza și glicogenul fosforilaza. Glicogenul, care este stocat în celula musculară, este descompus pentru a furniza glucoză. Astfel, în timpul activității fizice intense, combustibilul celulei include glucoză și acizi grași din sânge și propriul său glicogen.

Consumul de energie la persoanele neinstruite
Antrenamentul unui individ înseamnă că individul are un sistem cardiovascular bine dezvoltat, care poate furniza în mod eficient nutrienți și oxigen mușchilor. Persoanele instruite au celule musculare bine aprovizionate cu mai multe mitocondrii, enzime Krebs foarte active, transportori electronici și enzime implicate în oxidare.

La indivizii neinstruiți, este adevărat opusul: alimentarea cu sânge muscular mai slabă, mai puține mitocondrii, mai puține unități de transport de electroni, activitate redusă a ciclului Krebs și enzime beta-oxidare cu activitate scăzută. Producția de ATP aerob la acești indivizi este compromisă și insuficientă. Rezultatul este sinteza anaerobă a ATP prin glicoliză. Acest lucru duce la o creștere a piruvatului, care, totuși, din cauza lipsei de consum oxidativ, este transformat în acid lactic.