Co to jest wysiłek fizyczny?
Wysiłek fizyczny jest najpowszechniejszym stresem dla naszego ustroju. Wysiłek o odpowiednim czasie trwania i odpowiednim natężeniu wpływa na czynność niemal wszystkich tkanek ustroju. Zmiany pod wpływem wykonywania ćwiczeń są nieraz widoczne gołym okiem.
Wśród nich wymienia się: wygląd ciała – szczupła sylwetka, widoczne zarysy mięśni, większa wytrzymałość i lepsze samopoczucie. Zmiany dotyczą również układów wewnętrznych, a zostaną opisane poniżej.
Reklama
Reakcje organizmu na wysiłek fizyczny
Wysiłek nawet o stosunkowo niewielkim stopniu obciążenia wpływa na układ krążenia. Spowodowane to jest następującymi czynnikami:
- wzrostem zapotrzebowania ze strony pracujących mięśni na substraty energetyczne;
- wzrostem zapotrzebowania na tlen;
- koniecznością odprowadzenia z mięśni dwutlenku węgla oraz kwasów;
- koniecznością odprowadzenia z mięśni ciepła.
Wysiłek zwiększa częstość skurczów serca. Maksymalna częstość skurczów waha się ok. 200/min przy obciążeniu maksymalnym, podczas gdy częstość skurczów w spoczynku wynosi 70/min.
Przyczyną wzrostu w I okresie jest spadek napięcia układu przywspółczulnego, a następnie wzrost napięcia układu współczulnego.
Wzrostowi częstotliwości skurczów serca towarzyszy wzrost objętości wyrzutowej (tzn. objętości krwi wyrzuconej przez 1 komorę w czasie 1 skurczu), aż do obciążeń ok. 50%.
Reklama
Wydolność tlenowa - VO2max
Każdy człowiek ma określoną, zdeterminowaną genetycznie zdolność do zużywania tlenu (pochłaniania), tzn., że obciążenie wysiłkowe jest takie, że konsumpcja tlenu równa się połowie zdolności do konsumpcji maksymalnej; pomiar ten jest najlepszym wskaźnikiem zdolności do wysiłku. Sam wskaźnik jest określany jako VO2max.
Im większe VO2max tym większa zdolność do podejmowania i wykonywania wysiłków, zwłaszcza długotrwałych. VO2max można mierzyć bezpośrednio przez pomiar ilości tlenu zużywanego w czasie wysiłku maksymalnego i w sposób pośredni przez pomiar częstości skurczów serca, znajomość wielkości obciążenia przy pomocy odpowiednich tabel. Wysiłek o obciążeniu powyżej 50% VO2max nie zwiększa już objętości wyrzutowej.
Skutkiem zwiększenia częstości skurczów serca i objętości wyrzutowej, bądź tylko częstości skurczów serca jest wzrost objętości minutowej serca. Oblicza się ją przez przemnożenie częstości skurczów serca przez objętość wyrzutową w spoczynku. Objętość minutowa wynosi ok. 5 litrów/minutę.
W czasie maksymalnego wysiłku wzrasta kilkakrotnie, nawet do 40 litrów. Towarzyszy temu wzrost pracy serca, a więc rośnie siła skurczu komór, zwłaszcza komory lewej. W czasie wysiłku wzrasta powrót krwi żylnej co powoduje większe rozciągnięcie komór, a tym samym, zgodnie z prawem serca Franka Starlinga, zwiększa się siła skurczu.
Długotrwały trening (nie specjalistyczny) prowadzi do zmniejszenia spoczynkowej częstości skurczów nawet do 35/min. Ponadto dochodzi do przerostu ekscentrycznego (na zewnątrz) lewej komory (koncentryczny-do wewnątrz). Pomimo wzrostu objętości minutowej podaż krwi byłaby niewystarczająca gdyby nie redystrybucja krwi w ustroju. Przepływ krwi przez centralny układ nerwowy nie ulega zmianie.
Reklama
Naczynia wieńcowe
Przepływ krwi przez naczynia wieńcowe serca, czyli odżywczy przepływ przez serce rośnie proporcjonalnie do obciążenia. W zdrowym sercu przepływ krwi przez naczynia wieńcowe rośnie zawsze proporcjonalnie do zapotrzebowania.
W przypadku zwężenia naczyń wieńcowych przez procesy miażdżycowe, przepływ odżywczy przez obszary unaczynione przez zwężone naczynie jest niewystarczający i pojawiają się tzw. bóle wieńcowe, których przyczyną jest niedotlenienie komórek mięśnia sercowego.
Bóle te zmuszają do przerwania wysiłku. Wysiłek powoduje zmniejszenie przepływu krwi przez trzewia i wątrobę, a także przez nerki. Przepływ skórny maleje do momentu, kiedy nie podwyższymy ciepłoty ciała. Wraz ze wzrostem ciepłoty ciała rośnie przepływ krwi przez skórę, dzięki czemu następuje wydalanie ciepła.
Reklama
Tętno
Wysiłek powoduje proporcjonalny do obciążenia wzrost ciśnienia tętniczego skurczowego. Przyczyną jest wzrost objętości minutowej serca. Ciśnienie tętnicze może wzrosnąć nawet do 250 mm Hg. Natomiast ciśnienie rozkurczowe nie ulega większym zmianom.
Reklama
Krew
W czasie wysiłku następuje zmniejszenie objętości osocza i w następstwie hemokoncentracja (wzrost liczby erytrocytów). Hemokoncentracja zwiększa lepkość krwi, co z kolei zwiększa pracę serca. Rośnie też umiarkowanie liczba białych krwinek, a przyczyną tego wzrostu jest odrywanie się leukocytów od ścian naczyniowych.
Przy wysiłku o dużych obciążeniach dochodzi do zakwaszenia pracujących mięśni oraz krwi. W czasie intensywnego wysiłku spada do 6.5 (normalnie ok. 7.4) pH mięśni. Zakwaszenie mięśni hamuje wykorzystanie substratów energetycznych i jest jedną z przyczyn rozwijającego się zmęczenia.
Reklama
Wentylacja płuc
W czasie wysiłku rośnie wentylacja płuc. Od wartości spoczynkowej, która wynosi ok. 6 litrów na minutę do nawet 200 litrów na minutę. Przyczyną wzrostu wentylacji jest wzrost częstości oddechów oraz objętości oddechowej. Wzrost wentylacji zawsze wyprzedza wzrost obciążenia wysiłkowego tak, iż dla obciążeń maksymalnych wentylacja zawsze wystarcza do dowozu tlenu i usunięcia dwutlenku węgla. Próg wentylacyjny jest to moment, w którym wzrost wentylacji płuc zaczyna znacząco przewyższać wzrost konsumpcji tlenu.
Próg wentylacyjny używany jest do oceny wydolności fizycznej. Długotrwałe wysiłki o znacznym obciążeniu prowadzą do zmęczenia mięśni oddechowych. Jest to jedna z przyczyn zmęczenia wysiłkowego. U chorych z zaburzeniami wentylacji jak np. przy przewlekłym zapaleniu oskrzeli, zrostach opłucnowych wentylacja jest czynnikiem limitującym możliwość wykonywania wysiłku.
Substraty energetyczne
Istnieją trzy typy włókien mięśniowych:
- I- włókna wolnokurczące się- tlenowe;
- II a- włókna szybkokurczące się- tlenowo-glikolityczne;
- II x(b) - włókna szybkokurczące się- glikolityczne.
Włókna typu I i II a mają dużą zdolność do przemian tlenu, wytwarzają ATP głównie w wyniku utleniania tłuszczy i węglowodanów. Włókna typu II x mają niską zdolność do przemian tlenowych. Włókna te wytwarzają ATP głównie w wyniku beztlenowej przemiany glukozy (glikoliza beztlenowa), czemu towarzyszy wytwarzanie znacznych ilości kwasu mlekowego.
Substraty energetyczne dzielimy na wewnątrzmięśniowe i krwiopochodne. Do substratów wewnątrzmięśniowych należy glikogen, który jest magazynową formą glukozy, oraz triacyloglicerole (tłuszcze).
Glikogen i triacyloglicerole
Glikogen wykorzystywany jest przez wszystkie typy włókien. Triacyloglicerole mogą być wykorzystywane jedynie przez włókna typu I i II a. Glikogen wykorzystywany jest na początku wysiłku. Wyczerpaniu glikogenu mięśniowego towarzyszy rozwój zmęczenia, dlatego też opracowano sposoby na zwiększenie zawartości glikogenu w mięśniach.
Sposoby te są akceptowane przez Międzynarodowy Komitet Olimpijski, co oznacza, że nie są szkodliwe dla zdrowia. Istota tych sposobów polega na tym, iż na 2-3 dni przed zawodami zawodnik podejmuje wysiłek o dużych obciążeniach co znacznie redukuje zawartość glikogenu, a następnie konsumuje dietę bogato węglowodanową. Procedura ta zwiększa zawartość glikogenu nawet do trzech razy.
Glukoza i wolne kwasy tłuszczowe
Krwiopochodne substraty energetyczne to glukoza i wolne kwasy tłuszczowe. Zużycie glukozy krwiopochodnej doprowadziłoby w dość krótkim czasie do hipoglikemii, co zmusiłoby ustrój do zaprzestania wysiłku. Zapobiega temu wzmożona produkcja glukozy przez wątrobę.
Wątroba wytwarza glukozę ze zmagazynowanego w niej glikogenu w procesie zwanym glikogenolizą, a także syntetyzuje glukozę de novo z prekursorów. Głównymi prekursorami są mleczany oraz niektóre aminokwasy. W czasie wysiłku następuje wzmożony rozkład tłuszczów w tkance tłuszczowej, czemu towarzyszy wzrost stężenia wolnych kwasów tłuszczowych we krwi. Wolne kwasy tłuszczowe stają się głównym substratem energetycznym czasie wysiłków długotrwałych. Pokrywają one nawet 70% zapotrzebowania energetycznego.
Białka
W ustroju nie ma białek zapasowych. Istniejące białka to białka strukturalne bądź czynnościowe. Dlatego też rozpad białek oznacza upośledzenie funkcji komórki. Białka dostarczają od 1 do 3% energii w czasie wysiłku.
Zapotrzebowanie dzienne na białko jest niskie i w zależności od normy danego kraju ok.1g/kg masy ciała. Zużywane są aminokwasy o rozgałęzionych łańcuchach. Ponieważ tylko niewielka ilość białek zużywana jest w czasie wysiłku, nie powinno się w sposób znaczący wzbogacać diety w białko z wyjątkiem osobników rosnących, dla których jest ono materiałem budulcowym.
Z przedstawionego wyżej materiału wynika, że ruch jest podstawowym elementem zachowania sprawności fizycznej i psychicznej. Pozbawiając się wysiłku powodujemy, że szybciej dopada nas zmęczenie, choroby i ogólnie organizm szybciej się starzeje.
