A 200 m kajak-kenu. kenu

Átírás

1 A 200 m kajak-kenu kenu táv biokémiai háttereh Szőts GáborG

2 MOTTÓ: Az elmélet let ismerete nélkn lkül l nem tudunk optimális döntést hozni a gyakorlat számára! A legfontosabb anyagcsere utak, azok sebességének és s mértm rtékének, a közöttk ttük meglévő összefüggések megismerése se hozzájárul a megfelelő edzéstervek és edzésm smódszerek optimalizálásához.

3 200 m távok t csúcsideje csideje és sebessége eltérő sportágakban futás FÉRFI 19,19 19 (37,5 km/h) NŐI 21,34 (33,74 km/h) úszás 1 42 (7,06 km/h) 1 53 (6,37 km/h) kajak K1 K2 kenu C1 C2 35,13 (20,5 km/h) 32,22 (22,4 km/h) 39,05 (18,4 km/h) 36,43 (19,8 km/h) 40,86 (17,62 km/h) 37,5 (19,2 km/h)

4 közötti teljesítm tmények különböző sportágakban Sportág Kajak férfi f K1 200 m Kajak női n i K1 200 m 400 m futás Gyorskorcsolya 500 m Kerékp kpár r 500 m idő 35,13 40,86 43,18 34,03 33,3

5 Az energia a rendszer azon képessk pessége, hogy munkát t tudjon végezniv Mi befolyásolja a sportolók k energiafelhasználását? A terhelés s nagysága ga intenzitása időtartama edzettségi, kondicionális állapot stb. Az energiafelhasználást st időegys egységre gre vagy tevékenys kenységre szokták k vonatkoztatni: Pl.: 100 m (12 mp):190 kj 200 m (25 mp):400 kj 400 m (47 mp):450 kj 800 m (110 mp):480 kj 1500 m ( mp):600 kj

6 Energiafelhasználás s az intenzitás s függvf ggvényében

7 Szénhidrátok Zsírok Fehérjék =17 kj/gr =39 kj/gr =23 kj/gr

8 A tápanyagok t lebontása révén r energia nyerhető Táplálék felvétel kiválasztás Szénhidrát Zsír Fehérje Energia az ATP nyeréshez Energia az izom összehúzódáshoz Állandó ATP szétválás és újraépülés!

9 Az ATP szerkezete, mennyisége Miozin fejek Az ATP sejten belüli li mennyisége: 2-10 mmol/l=50 gr. (kb. 30mp-re elég) nyugalmi szüks kséglet:0,1 kg/perc izommunka:0,5 kg/perc nyugalom: egy 70 kg ember kb.140 kg-t termel. ATP-ADP ADP ciklus: (kb. 3000x/nap) A sejt energia állapotát az ATP/ADP arány határozza meg!

10 A különbk nböző energiaszolgáltat ltató folyamatok és s energiamérleg rlegük Anaerob alaktacid ATP Anaerob laktacid tejsav 2 ATP Aerob O 2 38 ATP Aerob O ATP

11 Az energiaszolgáltat ltatók k aránya a terhelés az időtartam tartamának és s intenzitásának nak függvf ggvényében CP AEROB energia nyerés szénhidrát, zsír Intenzitás % ATP, ADP ANAEROB energia nyerés szénhidrát dobás Terhelés időtartama mp ugrás, 100, 200 m 400 m 800 m,

12 Az energiaszolgáltat ltató folyamatok révén r n percenként nt kinyerhető energia az idő függvényében Anaerob alaktacid energianyerés Energiagazdag foszfátok Glikolízis Glikogén lebontás Zsír lebontás Aerob energianyerés Anaerob laktacid energianyerés idő

13 A szénhidr nhidrát t lebontást szabályoz lyozó kulcsenzimek aktivitás s változv ltozása terhelés s hatására. A PFK AKTIVITÁS NŐVEKEDÉSE Foszfofruktokináz (PFK) 1x foszfobifoszfatáz ARÁNY:11 36x ARÁNY:1 927x ARÁNY:51

14 Izom enzimek aktivitása (mmol/gr/perc) edzetlen, anaerob edzett és aerob edzetteknél ( sárga szám: szignifikáns eltérést mutat) Edzetlen Anaerob edzett Aerob edzett Aerob enzimek, oxidatív v rendszer Szukcinát -dehidrogenáz 8,1 8,0 20,8 Almasav dehidrogenáz 45,5 46,0 65,5 Carnitin acyl transzferáz 1,5 1,5 2,3 Anaerob enzimek ATP-KrP rendszer Kreatin kináz 609, Miokináz Glikolitikus rendszer Foszforiláz 5,3 5,8 3,7 Foszfofruktokináz 19,9 29,3 18,9 Laktát dehidrogenáz

15 Cori-kör

16

17 Az aerob energianyerés a légzési és a keringési rendszer alkalmazkodásának is függvénye. Légzés Keringés Mitokondrium Miozin Aktin CO 2 CO 2 O 2 ADP Tüdő Szív Izom sejt O 2 ATP A terhelés növekedésével az izomsejtek mitokondriumai egyre több oxigén felvételét igénylik. Ezt a szervezet a fokozott keringés és a fokozott gázcsere révén tudja csak biztosítani! Terheléskor a felvett oxigén 90 %-a mitokondriumban hasznosul!

18 A harántcs ntcsíkolt izom szerkezete és s működésem Az izom működéséhez ATP-re van szükség!

19 Az izom kontrakció mechanizmusa Az izomösszehúzódás során az izom- filamentumok (aktin, miozin) a kereszt hidak segíts tségével becsúsznak sznak egymás s közé, k melynek következtében az izomsejt megrövid vidül!

20 Motoros egység, g, rosttípusok Motoros egység I. típusú izomrost lassú, vörös szín, mioglobin tart. nagy, kapillarizáció nagy, mitokondrium szám nagy, lassabb oxidatív anyagcsere, de sok energia, enzimek aktivitása kicsi, nagy aerob kapacitás, ATP bontás lassú, lassú miozin, tejsav képződés kicsi, nem fáradékony hosszú állóképességi munka II. b típus gyors glikolitikus, mioglobin szám kicsi, mitokondrium szám min., halvány krém szín, nagy anaerob kapacitás, enzimek akt. magas, tejsav képz. Magas, gyors miozin, nagy erő, de fáradékony II. a típus gyors oxidatív és glikolitikus aktivitás, vörös szín, mind az anaerob, mind az aerob metabolizmus fejlett, ATP bontás gyors, meglehetősen gyors miozin, közepes erő, fáradásnak ellenáll

21 Különböző izomrostok mikroszkopikus képeik A gyors (II. b), lassú (I. a) és átmeneti (II. a) rostok eltérő aránya és s méretem Lassú I. a Gyors II. b Átmeneti II. a

22 A különbk nböző típusú edzések hatása a rostok számára és terület letére Gyors rostok Edzés előtt FT ST Lassú rostok Gyors erő FT ST Erő állóképesség Erőedzés egyre több izomrostot aktivál, nő a keresztmetszet ST FT ST ST ST ST FT FT ST FT FT FT ST ST ST Nagy inger küszöb Magas mozgásfrekvencia Kisebb terjedelem ST ST ST FT FT ST FT ST ST ST FT FT ST ST Kicsi ingerküszöb Kisebb mozgás frekvencia Magasabb terjedelem

23 A gyors izomrostok %-os% aránya a különböző sportágakban A gyors izomrostok részesedése Maratoni futó Hosszútáv úszó Kerékp kpározó Kajak-Kenus Kenus Evezős Úszó Gyalogló Jégkorongozó Középtávfutó Edzetlenek Súlyemelő Dobó Sprinter, ugró

24 Az egyes izomrostok szerepe a terhelés s intenzitásának nak függvényében Ahogy nő az intenzitás egyre több gyors rost is bekapcsolódik! Gyors rostok II. b Gyors rostok II. a Lassú rostok I. a

25 Az izomsejtek energia forrásai: ATP-ADP, ADP, ATP-Kreatin átalakulás Izom elernyedés Izom kontrakció KONTRAKCIÓ ENERGIA ~ 30 kj/mol 2

26 Energianyerési folyamatok részesedése se az izomsejtekben különböző jellegű terhelésekn seknél

27 Az energia megoszlás s az igénybev nybevétel függvf ggvényében egység Gyorsasági állóképesség Erő és s gyorsasági gi állóképesség idő másodperc( sodperc( ), perc ( )( pulzus 1/perc O 2 felvétel % VO 2 max energia megoszlás % aerob, % anaerob energia felhasználás Kj/perc anaerob alaktacid % anaerob laktacid % aerob, szénhidr nhidrát % tápanyag ATP, KrP, SzH. szénhidr nhidrát

28 Az energiaszolgáltat ltatók k aránya különböző sportágakban (Del Monte 1983, Mader, Mathews 1985) Sportág g ATP/KrP tejsav aerob K m K m Kerékp kpár 200 m m Gyorskorcsolya 500 m

29 Az energiaszolgáltat ltatók k %-os% megoszlása sa az eltérő távú futósz számoknál l (a múlt m 1976) Futósz számok 100 m 200 m 400 m 800 m m m m m Anaerob alaktacid % 49,5 38,3 26,7 18,0 20,0 20,0 10,0 5,0 Anaerob laktacid % 49,5 56,7 55,3 31,4 55,0 40,0 20,0 15,0 Aerob % 1,0 5,0 18,0 50,6 25,0 40,0 70,0 80,0 A feltüntetett adatok mért m átlagértékek, eltérő szerzőkt ktől!

30 Az energiaszolgáltat ltatók k %-os% megoszlása sa az eltérő távú futósz számoknál l (a jelen 2003) Futósz számok 100 m 200 m 400 m 800 m m m ATP/KP, anaerob % Nő Férfi 75,0 80,0 67,0 72,0 55,0 59,0 30,0 40,0 14,0 23,0 6,0 14,0 Aerob % Férfi NőN 20,0 25,0 28,0 33,0 41,0 45,0 60,0 70,0 77,0 86,0 86,0 94,0 A feltüntetett adatok mért m átlagértékek!

31 Az aerob részesedr szesedés s %-ban% eltérő távokon (ergom( ergométer) William C. Byrnes mérése szerint

32 A 200 m kajak-kenu kenu távra t jellemző energianyerési rendszer óra ATP ATP-KrP ATP-KrP & ANAEROB 200 m kajak-kenu távra jellemző energianyerési rendszer ANAEROB/AEROB AEROB Közepes/rövid idejű ANAEROB rendszer ANEROB, AEROB rendszer AEROB rendszer

33 Az energiaszolgáltat ltató folyamatok részesedr szesedése se az idő függvényében (szimuláci ció) Anaerob lactacid Anaerob alaktacid Aerob Energia Watt % T.S. T.S. Idő mp

34 Az O 2 felhasználás és s a terhelés O 2 igény O2 felhasználás O 2 deficit Steady-state O 2 felhasználás O 2 adósság Nyugalmi O 2 felhasználás START Terhelés vége Regeneráció vége

35 Az oxigén n felvétel a különbk nböző mértékű fizikai munkánál anyagcsere Nyugalmi anyagcsere O 2 deficit munka O 2 igény O 2 adósság Alacsony intenzitás O 2 hiány=o 2 adósság O 2 igény Közepes intenzitás munka O 2 igény Maximális O 2 felvétel képessége O 2 adósság>o 2 hiány 200 m KK Nagy intenzitás munka O 2 adósság >> O 2 hiány

36 Terhelés intenzitása Ny. Energia nyerés Terhelés Terhelés után Aerob küszöb hiány O 2 Aerob-anaerob átmenet Anerob Vér tejsav Anerob energianyerés Aerob energianyerés időtartam Összes energia igény perc

37 Az energianyerés s típusa t az idő függvényében (múlt és s jelen) Gyorsasági állóképesség Rövid idejű Közepes idejű Hosszú idejű állóképesség állóképesség állóképesség Anaerob részesedés Aerob részesedés Anaerob részesedés ~75 Aerob részesedés

38 A 100 m es futás s oxigénad nadóssága (az az O 2 felvétel, amely a megterhelés s után n a nyugalmi O 2 igény felett adódik) dik) 7 O 2 szükséglet O 2 adósság 6-7,5 liter! O 2 felvétel 0,5 liter O 2 adósság fedezése O 2 felvétel

39 A 200 m K-K K ~oxigénadóssága 20 O 2 szükséglet 200 m K-K O 2 adósság 17 liter!! O 2 felvétel 3 liter O 2 adósság fedezése O 2 felvétel 40 táv alatt

40 Az O 2 felvétel, az O 2 szüks kséglet és s az O 2 hiány alakulása rövid r idejű maximális intenzitású terhelésn snél Oxigén szükséglet Oxigén hiány 2 Oxigén felvétel (VO 2 ) Idő

41 Az oxigén n felvétel edzett és s edzetlen szervezetben a sebesség g függvf ggvényében Oxigén felvétel ml/kg/min edzett edzetlen Sebesség km/h Ahogy nőn az edzettség úgy nőn a maximális oxigén felvétel lehetősége és növekszik az elérhet rhető sebesség g is!

42 A vértejsav v és s a vércukor v szintek alakulása a különbk nböző futó távok függvf ggvényében tejsav glukóz

43 A különbk nböző mutatók k változv ltozása 400 m futás s közben k (szimuláci ció) Izom PH Vér tejsav (mmol/l) ATP, CRPH, izom-tejsav (mmol/kg) ATP T.S. Idő mp

44 A tejsav küszk szöb értékek változv ltozása a terhelés típusa szerint Terhelés típusa Rövid idejű idő 0,5-2,0 2,0 TS 2 mmol/l TS 3 mmol/l TS 4 mmol/l (x) TS 7 mmol/l x TS 10 mmol/l x Közép idejű 2, (X) X Hosszú idejű I X (X) Hosszú idejű II X (X) Hosszú idejű III X (X) Hosszú idejű III. >360 X (X)

45 3 x 1000 m terhelés s alatti tejsav szintek 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

46 Versenytáv v szerinti összehasonlítás Rövidtávosok: 200m (30-40 ) Hosszútávosok: 500m, 1000m ( ) futási idő (p=0,007), rel.vo 2 max. p=0,01) Maximális értékek rövidtávosok hosszútávosok >1 60,2 >10% terhelési idő (másodperc) 54,8 VO2 rel (ml/perc/kg)

47 Az energiaszolgáltat ltatók k aránya a terhelés az időtartam tartamának és s intenzitásának nak függvf ggvényében CP AEROB energia nyerés szénhidrát, zsír Intenzitás % ATP, ADP ANAEROB energia nyerés szénhidrát dobás Terhelés időtartama mp ugrás, 100, 200 m 200 m, 400 m 800 m, K-K K

48 Az ATP és s a KrP szintek alakulása a maximális terhelés s első 14 szakaszában % kimerülés Idő mp

49 A maximális oxigénfelv nfelvételt meghatároz rozó centrális és s periféri riás s tényezt nyezők!!!!!!!!!!!!! Központi idegrendszer, keringés Izom

50 A rövid r távú, t, intenzív v edzés s hatása a vázizomzat metabolikus működésérem Hatása a mitokondriális légzésre: -minimális fokozódás -Hatása a glikogénre: -koncentráció aminek következtk vetkeztében: glikolízis kiindulási anyagainak mértm rtéke Hatása a glikolízisre zisre: -foszforiláz aktivítás -foszfofruktokináz aktivitás aminek következtk vetkeztében: -a glikgenolízis és s a glikolízis sebessége

51 Hatása a ATP-re: -minimálisan aminek következtk vetkeztében: -intenzív v terhelés s tűrőképesst pesség Hatása a kreatin foszfát: -minimálisan aminek következtk vetkeztében: -az ATP regeneráci ciós s képessk pessége Hatása a pufferkapacitásra sra: -kapacitás aminek következtk vetkeztében: -a glikolízis ATP termelő kapacitása -az acidózis okozta fáradtsf radtság g kitolódik

52 A 200 m KK jellemzői i biokémiai szempontból Ezeknél l a még m g fontosabb a gyors ATP képzk pződés anaerob módon, m mint a rövid r sprinteknél. Fontos az optimális lebontás s mind a glukózb zból, mind a glikogénb nből. A táv t v ideje (30-40 mp), függ f a tejsav képzk pződési rátától és s a H + ion felszaporodást stól! Mindezek behatárolj rolják k a teljesítm tményt. Acidózis! A kezdeti sebességet egy magasabb anaerob alaktacid kapacitás s mellett érik el. A táv t v 2/3-tól gazdaságosabb gosabb anaerob és s aerob ATP képződés s törtt rténik. Ennél l a távnt vnál l nagyon-nagy a jelentősége a kezdeti sebességnek szemben hosszabb távokkal. t

53 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 2. A glikogén n mobilizáci ciót t a kezdeti izom összehúzódás vezeti be és s egy összetett allosztérikus és s hormonális szabályoz lyozás s növeli. n Az adrenalin kiáraml ramlásnak döntd ntő jelentősége van. Ennél l a számn mnál l a kezdeti anaerob alaktacid energianyerés s ATP-ből, kreatin-foszf foszfátból, majd az anaerob laktacid energianyerés s intenzív v glikogén mobilizáci ció mellett döntd ntő tényező. A gyors alkalmazkodást előseg segítik az allosztérikus aktivátorok torok: : AMP, ADP, NH 3, foszforsav. Ezek aktiválj lják a glikolízis kulcsenzimjét: a foszfofruktokinázt zt (PFK).

54 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 3. A glikolízis szüks kségletnek megfelelő szabályoz lyozását t a glukóz z felhasználás s teszi gazdaságoss gossá,, anélk lkül, l, hogy az ATP képzk pződés s csökkenne. Az adrenalin és s a glukagon előseg segíti ezt a szabályz lyzást. A specifikus intervall edzés és s az állóképesség g növeln velése révén n tud a legjobban alkalmazkodni ez a szabályoz lyozás s. A glikolízis rátáját t a glicerinaldehid-3-foszf foszfát t tovább oxidálása növeli n amennyiben megfelelő a [NAD + ],-- mint hidrogénfelvev nfelvevő-- koncentráci ció a citoplazmában.

55 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 4. A megnövekedett glikolízis ráta növeli n a piroszölősav sav (p.sz.s.).) termelődést, így maximális terheléskor (oxigénhi nhiányban) nyban) a p.sz.s. citromsav-ciklusba ciklusba jutása gátlódik és túlnyomórészt tejsavvá alakul. A tejsav szint közel k 25 mmol/l is lehet!. Hasonlóan, an, mint a 400 m futásn snál. A tejsav szint az izomsejt citoplazmájában megnő,, sőt s t ezt még m g növeli n az ATP bomlása és s a glicerinaldehid-3-foszf foszfát t oxidáci ciója is, mindezek következtében tovább nőn a [H + ].

56 A 200 m KK jellemzői i biokémiai szempontból l 5. Ez a tejsav szint növekedn vekedése viszont nem vezet teljesítm tmény csökken kkenéshez, mivel az izomsejtből gyorsan kiáramlik és s a keringés s segíts tségével az oxigénben gazdag szívhez jut illetve pótolja p a vörös v rostoknál l a szénhidr nhidrát t utánp npótlást. Ezeken kívül k l a Corikör segíts tségével javítja a máj m j glikogén újra képzk pződési rátáját. t. A NAD +, amely a p.sz.s.-ból tejsavvá alakulásakor válik v ismét t szabaddá a legfontosabb hidrogén n felvevő anélk lkül, l, hogy csökkenne a glikolízis rátája. A fehér r rostokban a glicerinaldehid vissza- alakulása stabilizálja lja a citoplazmában a [NAD + ]-t.

57 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 6. A mindenkori, megfelelő [NAD + ] a 200 m KK döntd ntő tényező,, mivel szerepe van a fáradtsf radtság g minél l későbbi k kialakulásában és s hogy optimalizálja lja a PFK enzim működését. A 200 m távnt vnál l minden olyan mechanizmus fontos amely növeli az ATP és s a KrP újra képzk pződését t (KrP( KrP>ATP, 2ADP>ATP). Fontos tényezt nyező a fehér r II. b rostok ATP újraképződési mechanizmusa mellett a II. a rostok magas oxidatív és glikolitikus enzimkapacitása. Ezen rostok működése m segíti elő az anaerob és s aerob folyamatok optimális összehangolását.

58 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 7. Az idő előtti glikogénhi nhiány ny a glikolízis és s a glikogenolízis csökken kkenéséhez vezethet, amely így csökkenti az anaerob ATP képzk pződést és s fáradtsf radtsághoz vezethet. Mind a versenyek, edzések előtti optimális glikogénrakt nraktár r telitettség, a gazdaságos gos glikogén felhasználás, s, az alkalmazkodott szabályoz lyozó mechanizmusok, mind az energiakímélő technika illetve a szénhidr nhidrátraktárak azonnali feltölt ltése a terhelések után n döntd ntően befolyásolja a teljesítm tményt.

59 A 200 m KK jellemzői biokémiai szempontból l 8. Ez a táv t v a megfelelő metabolikus alkalmazkodás s mellett sem képes k teljesen bíztosítanitani az optimális keringési és légzési alkalmazkodást, csak feltételesen telesen biztosíthat tható a megfelelő O 2 ellátotts tottság g a mitokondriumok számára. A nem megfelelő glikogén n ellátotts tottság g mellett a foszforsav hiánya, az ADP és s a [H + ] felszaporodása sa hozzájárulhat az idő előtti kifárad radáshoz, mivel nagymért rtékben befolyásolj solják k az izom kontrakciót.

60 A 200 m KK jellemzői i biokémiai szempontból l 9. A terhelések utáni metabolikus regeneráci ció,, az ATP újraképződése nemcsak szénhidr nhidrátok, hanem a zsírok lebontásán n keresztül l is fontos, mert így kímélődnek k a szénhidr nhidrát t raktárak. rak. A szakág g specifikus állóképesség g fejlesztő edzés s javítja a regenerálódást, mivel növeli n az oxigénfelvev nfelvevő képességet és s előseg segíti a terhelés s utáni ATP regeneráci ciót. A 200 m KK-nál a metabolikus alkalmazkodás s mellett döntő tényező még g a neuro-motorikus alkalmazkodás illetve az optimális, össze- rendezett technika. Az optimális technika gazdaságosabb gosabbá teszi az energiafelhasználást. st.

61 A megoldás?!

62 A hosszú távú állóképességi edzés s hatása a vázizomzat metabolikus működésérem Hatása a mitokondriális légzésre: -mitokondriumok száma és s méretem -citrátkör aktivitása -β-oxidáció (zsírsav lebontás) mindezek következtk vetkeztében: -mitokondriális légzés s sebessége -szénhidrát t oxidáci ciós s lehetősége -oxigénadósság -acetil-coa oxidáci ciós s aktivitás -lipid oxidáci ciós s kapacitása -izomglikogén n megtakarítás

63 Hatása a glikogénre: -koncentráció aminek következtk vetkeztében: -a steady-state state terhelés s ideje Hatása a glikolízisre zisre: -foszforiláz aktivitása -foszfofruktokináz (PFK) aktivitása -laktát köszöb -laktát eltávol volítása aminek következtk vetkeztében: -glikogenolízis kapacitása -glikolízis kapacitása -maximális staedy-state state intenzitás -laktát eliminálás s sebessége

64 Hatása a kreatin-foszf foszfátra: -küszöb aminek következtk vetkeztében: -maximális steady-state state intenzitás Hatása a pufferkapacitásra sra: -nem változikv