Élettani és biokémiai háttér 200 és 1000 m-en avagy a szükséges kínszenvedés. Dr. Komka Zsolt Semmelweis Egyetem

Átírás

1 Élettani és biokémiai háttér 200 és 1000 m-en avagy a szükséges kínszenvedés Dr. Komka Zsolt Semmelweis Egyetem

2 Tartalom Bevezetés Élettani alapok Izmok működése Izmok fajtái Energiaforgalom Edzésadaptáció Saját eredmények, tapasztalatok

3 ÚJ OLIMPIAI TÁV

4 A MUMUS ÉLETTAN Elmélet => optimális gyakorlat

5 A vázizomzat szerkezete Izom Rostköteg Izomrost Myofibrillumok Sarkomer

6 Az izom működéséhez energia (ATP) kell!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

7 Izmok fajtái Simaizom: Belső zsigeri szervekben található Akarattól független mozgás Nyugalmi alaptónus jellemzi Lassú, tónusos mozgás Kontrakcióját lokális tényezők vagy a vegetatív idegrendszer befolyásolja Harántcsíkolt izom Vázizomzat, hangképző izmok, rekeszizom Célzott, kontrolált mozgás Testtartás Legfontosabb hőtermelő, testhőmérséklet fenntartása Szívizom

8 Izomösszehúzódás mechanizmusa Idegingerület hatására az izomban Ca szabadul fel, amely az aktin szálon kötődési helyeket szabadít fel a myosin számára

9 Izomösszehúzódás mechanizmusa Párhuzamosan a Ca ionok aktiválják az ATP-ase enzimeket

10 Izomösszehúzódás mechanizmusa Az aktin és a myosin kapcsolódását követően ATP bomlása és magnézium jelenlétében létrejön az összehúzódás, majd az aktin myosin kötés feloldódik és amíg inger alatt van, újra kötődik a myosin az aktin szál egy távolabbi pontjához az izomrost tovább rövidül

11

12 Izmok működése Az izomösszehúzódás során az izomfilamentumok (aktin, miozin) a kereszt hidak segítségével becsúsznak egymás közé, melynek következtében az izomsejt megrövidül!

13 Elernyedés Az inger megszűnésekor a Ca-ionok a helyükre vándorolnak, az összehúzódás csökken az izomrost elernyed Az elernyedés is energiaigényes folyamat, amelyhez ATP-re van szükség az izom hiányos vérellátás és oxigénhiány esetén merev lesz Rigor mortis ~

14

15 A vázizomzat típusai ST/I. típusú (slow-twitch) izomrost: Lassú, tónusos összehúzódásra képes Támasz- és tartóizomzat (pl. hasizom) Sötét rostok (myoglobin magas aránya miatt) Kitartó munkára képesek Magas a mitokondriumok száma aerob munkavégzés jellemző Vörös izom

16 Vörös izom

17 A vázizomzat típusai 2. FT/II. tipusú (fast-twitch) izomrost: Gyors, fázisos összehúzódásra képes FG/II.b; (fast-twitch glycolytic) aktivitási profilja glycolysises FOG/II.a; (fast-twitch oxidative glycolytic) Kevesebb mitokondrium található a sejtekben anaerob munkavégzés jellemző Fehér izom

18

19

20 Az ST és FT rostok mozaikszerűen oszlanak el az izomrostban, de egyik vagy másik aránya túlsúlyban lehet, akár a 80-85%-ot is elérheti Gyors (II. b) Átmeneti (II. a) Lassú (I. a) ~ m ~ m ~ maraton

21 ÜZEMANYAGOK Más égéshő, más hatásfok

22 Energiaszolgáltató anyagok a szervezetben Az izomzat teljesítő képessége az energia-ellátástól függ Energiaszolgáltató anyagok: ATP (adenozintrifoszfát) CrP (kreatinfoszfát) Glükóz Glikogén TG (triglicerid), szabad zsírsavak Bizonyos aminosavak

23 Üzemanyag Energia Működő izom 3 féle energiarendszer intenzitástól, időtartamtól függ, hogy melyiket használjuk CÉL: Izom folyamatos ATP ellátottsága ATP ADP+energia Legfőbb E-szolgáltató molekula

24 ATP Limitált, de a szervezet képes szintetizálni 1. Kreatin-foszfát hasadása Gyors folyamat CP+ADP ATP+kreatin Anaerob alaktacid 2. Glikolízis (glükóz) Glikogenolízis (glikogén) anaerob laktacid folyamat tejsav keletkezik rövid ideig tartható fent 3. Oxidatív foszforiláció mitokondriális légzés során nagy mennyiségű ATP-t biztosít lassú folyamat aerob út

25 Gyors Kreatin foszfát Glikolízis Mitokondriális légzés Lassú

26 Foszfát rendszer (Anaerob alaktacid energiaszolgáltatás) nem igényel oxigént közvetlenül, leggyorsabban elérhető út nem termelődik tejsav 0-10mp-ig biztosít energiát 0-2 mp:izomban lévő ATP 6-8mp:CP (izom) aktivitások elején, rövid ideig tartó, robbanékony izomtevékenységnél Reszintézis Az aktivitás befejezése után 30 mp-cel 70% 5 perccel 100% Gyors terheléspihenés aránya!!

27 Kreatin Foszfát rendszer Edzhetőség explozív erőkifejtéssel ; sprintmunkával 7 hónap állóképességi edzés (heti 3x) 25-50%-kal növeli az ATP, CP raktárokat 8 hónap sprint edzés növeli az ATP-t lebontó-felépítő enzimek számát gyorsabban bomlik le és épül fel az ATP

28 Aerob rendszer 2-3. perctől ez lesz a domináns, miután a szervezet alkalmazkodott a terheléshez (légző, keringő, O2 szállító rendszer) tartós, korlátlanul felhasználható E rendszer szénhidrát + zsír ATP Zsírraktárak gyakorlatilag kifogyhatatlan zsírsavak ß-oxidáció során bontódnak (ATP jelenlétében a citrát körbe kerülve) Szénhidrát raktárak perc májglikogén» Glükóz+ADP+Pi ATP+tejsav Izomglikogén Ha van elég O2 tejsav+o2+adp+pi CO2+ATP+H2O

29 Aerob rendszer A 2 rendszer szimultán működik; E-hozzájárulásuk függ az intenzitástól: Alacsony intenzitás zsírok Intenzitás növelés szénhidrátok oxidációja kerül előtérbe Edzettség E felh. gazdaságosabbá válik zsírégetési periódus hosszabb szh-ot raktároznak a szervezet számára

30 Anaerob laktacid- Tejsav rendszer max terhelés 60%-a felett elérkezik egy szint, amit a szervezet már nem képes fenntartani glükózból keletkezett piruvát nem lép be a citrát-körbe, O2 hiányában tejsav keletkezett tejsav felgyülemlik izmokban acidózis A mozgás elején MINDIG anaerob rendszer dolgozik hajráknál (maraton, kerékpár) ez biztosítja a többlet energiát

31 Magas tejsav izomban fájdalom intenzitás csökken, akár meg is állhat a sportoló (aki tovább képes elviselni, az nyer) előnytelen aerob rendszer nem dolgozik anaerob melléktermék a maximális laktát érték a nyugalmi 20x-osa is lehet sérülésveszély; izomláz - mikroszakadások miatt

32 rontja a koordinációt Magas tejsav intenzív edzés + magas tejsav értékkel kombinálva koncentrációs mechanizmusokat rontja (technikai sport: tenisz, foci, judo)-ezeknél a sportoknál a technikai edzés során a tejsav érték sosem lehet magasabb 8-10 mmol/l-nél nem lesz hatékony az edzés zsírégetés csökken, glikogén raktárak kimerülnek, az energiaellátás veszélyeztetett, mert a zsírt nem tudja E-forrásként felhasználni magas laktát értékek mellett a CP termelődése késleltetett sprintmunkánál kerülni kell

33 Tejsav elimináció maximális erőkifejtés után Nyugalomban: 25 perc alatt 50% 1óra25perc 95% Megterhelő, maximális erőkifejtés után könnyű, átmozgató munka, aktív pihenés, levezetés folyamatos munka > interval

34 Tejsav elimináció 2. Maximális tejsav érték m folyamatosan csökken a koncentráció Hosszabb távoknál alacsonyabb intenzitás - kevesebb tejsav fokozott az elimináció Energiaszükséglet ß-oxidációból kisebb a tejsav felszaporodás. Túl nagy iram mozgás elején, túl hamar kezdi a hajrát laktát érték magas lesz izom elfárad acidózis: sejt körül és belül lejátszódó mechanizmusokat megzavarja

35 Enzimrendszer = gyár, ahol az izomsejten belül E termelődik aerob állóképesség csökken sejtfalat szivárgás az izomsejt felől a vérbe vérben megnő a húgysav, kreatin-kináz, aszpartát aminotranszferáz (ASAT), alanin aminotranszferáz (ALAT) (májsejtek károsodása során kiáramló enzimek) szintje

36 Jelentős tejsav-felszaporodás Regeneráció!! több nap Ismétlődő túlzott terhelés következménye lesz a TÚLEDZETTSÉG órás regeneráció, könnyű, átmozgató, alacsony intenzitású edzések

37 Zsír-és szénhidrát felhasználás terhelés közben Zsírraktár > szénhidrát raktár Agy glükóz igénye fontos terhelés alatt a zsírkészlet használata szabad zsírsavak izom triglicerid plazma triglicerid Nyugalmi RQ = 0,8 elsődleges energiaforrás a zsír

38 Közepes és enyhe intenzitású terhelésnél a zsír az elsődleges E-forrás. Nyugalomban az ATP 70%-a zsírból és csupán 30%-a keletkezik szénhidrátból. (Houston, 2001) Terhelés közben az intenzitás fokozásával egyenes arányban nő a RQ értéke. Ez azt jelenti, hogy fokozódó intenzitáskor nő a szénhidrát hozzájárulás az ATP képződéshez. Ezzel párhuzamosan pedig csökken a zsírfelhasználás.

39 Intenzitás nő szabad zsírsav szint nő a VO2max 50%-ig majd csökken Terhelés fokozódik vércukorszint fokozatosan nő glikogén felhasználás exponenciálisan nő a terhelés növekedésével

40 A sportolók energiafelhasználását befolyásolja A terhelés nagysága Intenzitása Időtartama Edzettségi, kondicionális állapot stb.

41 LÉNYEG!!!!!!! Intenzitás % ATP ADP Kreatin- Foszfát ANAEREOB energianyerés szénhidrát 200 m AEROB energianyerés Szénhidrát, zsír 1000 m Terhelés időtartama (mp)

42 Hosszabb távon (edzések) Foszfát Glikolízis Glikogén lebontás ANAEROB Zsír bontás AEROB energianyerés Idő (log)

43 Sprinter energiatermelése

44 Hosszú távosok energiatermelése

45 Energiaforgalom Aerob (állóképességet fejlesztő edzés) Időtartam maximális intenzitás esetén Anaerob (rezisztencia edzés) 0% 0 perc 100 % 25% 1 perc 75% 50% 2 perc 50% 75% 4 perc 25% 100% 120 perc 0%

46 Aerob részesedés (%) 200m 500m 1000m William C. Byrnes szerint

47 Edzés és izomadaptáció Az izom szerkezete genetikailag meghatározott Reakció és alkalmazkodó képessége is genetikai befolyás alatt áll, így ugyanazok az edzésformák különböző genotípus esetén más alkalmazkodási reakciókhoz vezetnek Edzés hatására az ST és FT izomrosttípusok csak egészen korlátozott mértékben alakulhatnak át egymásba Gyorsasági vagy állóképességi edzés hatására jelentős módosulás következhet be Izomkeresztmetszet változás (hipertófia) ST izomrostokban nő a myoglobinok és a mitokondriumok száma és mérete Energiaraktárak ATP, glikogén, kreatinfoszfát mennyisége nő

48 Rövid táv, edzésadaptáció Glikogén koncentráció nő Glikogén előanyagok koncentrációja nő Enzimaktivitás nő => Glikolízis / glikogenolízis nő Kreatin-foszfát nő ATP mennyisége nő Mitokondriális légzés kicsit nő Regenerációs képesség nő

49 Közép-hosszú táv (VO2 max), edzésadaptáció Gyorsasági vagy állóképességi edzés hatására Izomrostokban nő a myoglobinok és a mitokondriumok száma, mérete az izmok a vérből több oxigént vesznek fel tüzelőanyag -felhasználás, sportteljesítmény hatékonysága fokozódik Inaktív embernek 100% VO2 max ( maximális oxigénfelvételi szint ) ráfordítás szükséges adott távon adott sebességgel. Ugyanezt a távot, sebességet egy hosszútávfutó a maga 50% VO2 max ráfordításával képes teljesíteni

50 Közép-hosszú táv (VO2 max), edzésadaptáció Mitokondriumok száma és mérete nő Citrát-kör aktivitása nő β oxidáció (zsír lebontás) nő Izomglikogén megtakarítás nő Oxigénadósság csökken Laktát elimináció sebessége nő

51 Saját eredmények, külföldi irodalom

52 Kajak-kenu 3x1000 méter pályateszt tejsav(m m ol/l) ,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 sebesség(m/s) 200 m 500 m 1000 m

53 Maximális értékek rövidtávosok Rövidtávosok: Hosszútávosok: 200m (30 40 ) ,8 hosszútávosok 60,2 500m, 1000m ( ) terhelési idő (másodperc) VO2 rel (ml/perc/kg) futási idő (p=0,007) rel.vo 2 max. szignifikánsan nagyobb (p=0,01) Tejsav koncentrációk (mmol/l) rövidtávosok hosszútávosok 13,7 13,6 12,3 14, ,7 1,6 0 Nyugalmi Tmax R5

54 A hosszú távú versenyzők mindkét alkalommal nagyobb teljesítményt értek el, mint a rövid távú versenyzők, magasabb relatív oxigén felvétellel (előtte:59,6±4,1 és 53,7±6,4 p<0,05; utána: 62,6±4,6 and 53,9±5,4 p<0,05). A 7 hetes állóképességi edzést követően, a fejlődés különbözőséget mutatott távonként. Az m-es versenyzők Vo2rel-ben fejlődtek (p<0,05), míg sprint versenyzők RQ értékei növekedtek szignifikánsan (p<0,05). A rel O2 felvételük azonban nem változott.

55 m Az m-es versenyzők állóképességi paramétereik jobbak voltak a 200m-es versenyzőkénél. A megegyező 7 hetes állóképességi edzést követően azt látjuk, hogy a hosszú távosok változatlan RQ értékekkel produkáltak magasabb VO2rel-t, míg ez a sprintereknél épp fordítva történt.

56 85%-os szubmaximális terhelés mindkét alkalommal 1 hez közeli átlag RQ t mértünk a terhelés ideje szignifikánsan nőtt A VO 2 max megközelítőleg azonos maradt a max RQ érték szignifikánsan csökkent

57 Antropometria jelentősége 26 kajakos módosított Wingate test nemzetközi és hazai szintű kajakosok Nemzetközi szintű kajakosoknál a vállszélesség különbözősége 54 % os eltérést mutatott a teljesítmény időben antropometriai paraméterek nagyon szenzitív jelzői lehetnek a teljesítménynek 200m en A fejlett felső test izomzat, kiemelkedő anaerob anyagcsere és az izomerő megléte különbözteti meg a nemzetközi és a hazai szintű versenyzőket Ken A. van Someren,Garry S. Palmer; Prediction of 200 m sprint kayaking performance; Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, August, 2003

58 KEN VAN SOMEREN PHYSIOLOGY OF KAYAKING 200m fiziológiája Ergometeres vizsgálat 200m re adaptálva az teljes energia fogyasztás 37% a származott aerob energianyerésből, és 63% a anaerob úton történt. A maximális tejsav koncentráció alacsonyabb volt, mint az 500 és 1000m es versenyzőknél mért értékek. Eszerint egy magas szintű glikolitikus (anaerob) anyagcsere szükséges a 200m es versenyzéshez. A rövid táv miatt ugyanis a 200m es versenyszámoknál az energia termelés nagy része anaerob úton történik. Azonban ahhoz túl rövid ez a táv, hogy a teljesítmény maximálisan ezt a rendszert használja ki. Tehát a 200m es versenyszám mind az aerob mind az anaerob képességek magas szintjét igényli!!!

59 2.Hasonló vizsgálat jól-edzett senior férfi kajakosoknál 200m-en vízen maximális oxigén felhasználás 3,3 L/min maximális pulzus 170 ütés/perc maximális terhelés utáni tejsav koncentráció 6.7 mmol/l Sprintereknél is egy magas aerob kapacitás szükséges ehhez a teljesítményhez.

60 Specifikus edzésprogram 200m-es kajakosoknak 6 hetes edzésprogram versenyidőszakban. Az anaerob erőre és kapacitásra koncentrál az aerob kondíció megőrzése mellett. gyorsasági (1x hetente) Tejsav tolerancia / anaerob kapacitás (2 x hetente) Erő állóképesség (2 x hetente) átmeneti / küszöb terhelés (2 x hetente) Alap állóképesség (1 x hetente) Az edzettséget 6,9%-al növelte az anaerob erőt és kapacitást változatlan laktát értékek mellett (kontroll 4,1%) A versenyidőszakban is szükséges a sprintereknél is minimális mennyiségű aerob edzés is az aerob állóképesség megőrzése céljából

61

62 Köszönöm a figyelmet! komkazsolt@gmail.com