Fizjologia.docx

•          Pojęcie objawy i przyczyny zmęczenia

•          Wytrzymałość jako zdolność organizmu do pokonywania zmęczenia

•          Ocena ciężkości wysiłków fizycznych

Definicja zmęczenia

Zmęczenie – jest określeniem używanym do odczucia ciężkości wysiłku i towarzyszącego zmniejszenia zdolności do pracy. Najprościej zaś zmęczenie można zdefiniować jako przemijający stan zmniejszonej zdolności do pracy, wywołany pracą, albo innymi czynnikami (hałas, monotonność, temperatura).

Często zmęczenie definiuje się jako zjawisko fizjologiczne, mające charakter „odruchu” obronnego, chroniącego organizm przed wyczerpaniem.

Zmęczenie można również zdefiniować jako przejściowy stan naruszenia wewnętrznej równowagi funkcjonalnej (homeostazy) narządu lub ustroju w następstwie wykonywanej pracy fizycznej.

Dobrą z fizjologicznego i biomechanicznego punktu widzenia definicją zmęczenia jest niezdolność do wykorzystania źródeł energii na odpowiednim poziomie – niezdolność mięśni do generowania mocy w wystarczająco szybkim tempie.

Z biochemicznego punktu widzenia zmęczenie można określić jako zaburzenie w (re)syntezie ATP w tkance mięśniowej.

Zmęczenie obwodowe

W czasie wykonywania pracy mięśniowej zdolność komórek mięśniowych do skurczów stopniowo się zmniejsza. Przejawia się to zmniejszeniem siły i szybkości ich skurczów.

Podłoże fizjologiczne zmniejszania się zdolności do skurczów włókien mięśniowych nie jest w pełni poznane. Brane jest pod uwagę:

•          Upośledzenie mechanizmów pobudzenia komórek

ü      Zmęczenie transmisji nerwowo-mięśniowej, zmęczenie synaptyczne

ü      Utrata jonów (głównie potasowych)

ü      Uszkodzenia błony komórkowej (wzrost stężenia we krwi kinazy kreatynowej, mioglobiny – mioglobinuria powysiłkowa)

ü      Działanie wolnych rodników

•          Upośledzenie sprzężenia elektromechanicznego (upośledzenie zdolności uwalniania jonów wapnia)

•          Upośledzenie funkcji samego aparatu kurczliwego mięśni

•          Wyczerpanie substratów energetycznych

ü      Wyczerpanie zasobów ATP i fosfokreatyny

ü      Nagromadzenie mleczanu

ü      Pośrednio – niedotlenienie mięśni, lub utrudnienie odpływu krwi żylnej

ü      Wyczerpanie glikogenu

Zmęczenie ośrodkowe

Zmęczenie ośrodkowe jest kształtowane przez:

1. Procesy czynnie ograniczające zdolność do kontynuowania wysiłku lub zwiększania jego intensywności, zabezpieczające organizm przed nadmiernym obciążeniem.
2. Zmniejszenie sprawności niektórych funkcji ośrodkowego układu nerwowego w następstwie zmian poziomu aktywacji tego układu
3. Rozległe upośledzenie funkcji ośrodkowego układu nerwowego w wyniku zaburzeń homeostazy.

•          Odczucie ciężkości pracy (ból mięśni, duszność, hiperwentylacja, wysychanie błony śluzowej jamy ustnej itp.)

•          Integracja impulsów nerwowych docierających do ośrodkowego układu nerwowego dająca odczucie ciężkości pracy

•          Zmiany humoralne (zwiększenie osmolarności płynów ustrojowych, zaburzenie równowagi kwasowo – zasadowej itp.)

•          Czynniki fizykochemiczne np. wzrost temperatury mózgu

Zmęczenie w wysiłkach krótkotrwałych o wysokiej intensywności

Zmiany te mają charakter lokalny i dotyczą bezpośrednio mięśni zaangażowanych w wykonywaną pracę.

Głównym źródłem energii podczas wysiłków krótkotrwałych o wysokiej intensywności są beztlenowe procesy metaboliczne,  więc bardzo szybko dochodzi do znacznego ubytku wysokoenergetycznych związków fosforanowych ATP i fosfokreatyny – PCr, oraz do zakwaszenia komórki mięśniowej.

•          Podniesienie stężenia ADP w komórce mięśniowej hamuje aktywność ATP-azy miofibrylarnej, która warunkuje przenoszenie energii chemicznej na układy kurczliwe, co chroni ustrój przed całkowitym wyczerpaniem

•          Dysocjacja kwasu mlekowego do mleczanu, wzrost stężenia jonów H+, spadek pH (od wartości spoczynkowej 7 do 6,6-6,4) hamuje enzymy szlaku glikolitycznego co spowalnia glikolizę i wytwarzanie ATP, oraz utrudnia wiązanie jonów wapnia z troponiną i upośledza wytworzenie kompleksu aktynomiozyny.

Zmęczenie w wysiłkach długotrwałych

Po wysiłkach długotrwałych obserwujemy cały szereg objawów,

takich jak;

1. Ubytek zasobów energetycznych – przede wszystkim w pracujących mięśniach (teoria wyczerpania)
2. Przyrost temperatury wewnętrznej

•          o 1°C – przyśpieszenie akcji serca o ok. 9 uderzeń/minutę i zmniejszenie SV o ok. 11ml

•          o 2°C – zakłóca podstawowe procesy metaboliczne

•          o 3°C – upośledza funkcje psychiczne i fizyczne (hipertermia, choroba cieplna)

3. Odwodnienie organizmu i zaburzenie gospodarki elektrolitowej

•          ubytek wody rzędu 2% masy ciała znacząco pogarsza wydolność

•          Przemieszczanie potasu do przestrzeni pozakomórkowej

4. Bóle mięśni

•          Ostre – pojawiające się w mięśniach pracujących

•          Opóźnione (DOMS – delayed-onset muscle soreness) – w okresie 12-48 godzin po zakończeniu wysiłku. Jako przyczynę bólu opóźnionego wymienia się obecnie uszkodzenie błon komórkowych, białek kurczliwych i uszkodzenie tkanki łącznej mięśni. Biochemicznymi wskaźnikami uszkodzenia mięśni są między innymi podwyższony poziom enzymów komórkowych we krwi obwodowej – kinazy kreatynowi (CK) i dehydrogenazy mleczanowej (LDH) oraz obecność mioglobiny w moczu. Zwiększone wydalanie hydroksyproliny z moczem świadczy o zaburzonym metabolizmie tkanki łącznej. Uwolnienie białek komórkowych z uszkodzonych włókien mięśniowych, wywołuje proces zapalny, a następnie procesy gojenia.

Przemęczenie i przetrenowanie

Przemęczenie – stan ten rozwija się w wyniku podejmowania kolejnych wysiłków po niepełnej likwidacji zmian zmęczeniowych w okresie odpoczynku. Postępowanie takie prowadzi do akumulacji tych zmian.

Prowadzi to do:

•          Zaburzeń w strefie emocjonalnej (niechęć do pracy, apatia, agresja)

•          Świadomość pogarszającej się efektywności pracy

•          Osłabienie układu immunologicznego

Przetrenowanie – jest to nieplanowane pogorszenie lub stagnacja wydolności sportowca i jego wyników sportowych. Najczęściej jest ono wynikiem rozbieżności między obciążeniem treningowym, a możliwościami zawodnika. Jest wynikiem treningów bardziej intensywnych niż zazwyczaj stosowane. W rezultacie pojawia się cały szereg skutków i objawów, które nazywamy „zespołem przetrenowania”.

Przyczyny zespołu przetrenowania

1. Upośledzenie funkcji połączeń nerwowo-mięśniowych – zmniejszenie pobudliwości nerwowo-mięśniowej.
2. Miopatia mięśniowa – zmiany we włóknach mięśniowych typu II, występujące na poziomie mikroskopowym
3. Upośledzenie funkcji obwodowych receptorów beta-adrenergicznych, co powoduje, że aktualny poziom katecholamin we krwi nie powoduje spodziewanej reakcji w tkankach
4. Zaburzenia osi podwzgórzowo-przysadkowej, które bywa przyczyną zaburzonego profilu hormonalnego u pretrenowanych sportowców
5. Zaburzenia osi korowo-nadnerczowej prowadzi w konsekwencji do ich wyczerpania i obniżenia poziomu kortyzolu u przetrenowanych zawodników
6. Zaburzenia szlaków metabolicznych – wybiórcze obniżenie stężenia we krwi aminokwasów  o rozgałęzionych łańcuchach, powoduje wzrost wolnego tryptofanu w osoczu, który przechodzi do mózgu i powoduje nasiloną syntezę serotoniny, co powoduje senność i znużenie
7. Zaburzenia funkcji ośrodkowych szlaków motorycznych układu piramidowego – zmniejszenie pobudliwości motoneuronów α, obniżenie potencjałów i opóźnienie reakcji na wysiłek w zapisach EMG.
8. Niedobór węglowodanów, szczególnie glikogenu mięśniowego

Fizjologiczna klasyfikacja wysiłków fizycznych (1)

OBCIĄŻENIE BEZWZGLĘDNE – oznacza ilość energii wydatkowanej przez organizm w jednostce czasu (moc). Może być ono wyrażone również w jednostkach objętości tlenu pochłanianego przez organizm w czasie jednej minuty lub w jednostkach pracy zewnętrznej wykonywanej w określonym czasie.

Tab. 1 Wskaźniki ciężkości pracy

# Z: St. Kozłowski i wsp. (1999)

Fizjologiczna klasyfikacja wysiłków fizycznych (2)

OBCIĄŻENIE WZGLĘDNE – oznacza proporcję pomiędzy zapotrzebowaniem na tlen podczas wykonywania pracy, a maksymalnym pochłanianiem tlenu (VO2max).

•...