Efortul Fizic Aerob Si Anaerob

Efortul fizic aerob si anaerob Efortul fizic Efortul fizic este mijlocul prin care se poate trata o deficienta fizica sau o afectiune cum ar fi de exemplu, diabetul . Poate fi un mijloc de mentinere a sanatatii chiar si la varste inaintate. Practicarea alergrarii, a culturismului, sau ma rog a unui program de ridicare a greutati poate fi inceputa la orice varsta . Nu in ultimul rand efortul fizic este mijlocul de baza pentru obtinerea de inalte performante in toate ramurile sportive. Sa stiti ca si sahistii alearga. Specificul ramurii de sport este insa cel care determina natura efortului fizic la care sunt supusi sportivii de performanta. Capacitatea de efort, componentă cu semnificaţie deosebită a performanţei sportive, reprezintă posibilitatea sistemului muscular activ de a elibera prin glicoliză anaerobă sau fosforilare oxidativă energia necesară producerii unui lucru mecanic cât mai mare posibil şi menţinerea acestuia un timp cât mai îndelungat. Ea poate fi crescută prin antrenamentul sportiv care îmbunătăţeşte performanţa, stimulând adaptarea morfo-funcţională a organelor implicate în efort şi creşterea calităţilor motrice de bază. Sursele energetice cele mai importante pentru metabolismul cellei musculare sunt aduse de principiile alimentare: - hidratii de carbon (glucidele) asigură două treimi din nevoile energetice, iei ajuta la reglarea metabolismului lipidic si protidic si constituie sigurul conbustibil al celulelor nervoase. - lipidele a căror importantă depinde de tipul de efort, de durată si intensitatea lui, de masa musculară implicată şi de tipul de fibre musculare - proteinele, care intervin în eforturile de lungă durată In timpul antrenamentului sportiv, in functie de intensitatea efortului productua de energie este modificata , pe baza compusilor macroergici si a glicolizei anaerobe.De aceea aceste eforturi se numesc anaerobe sunt de foarte scurta durata si se desfasoara in datorie de oxigen,care poate fi mai mare sau mai mică în funcţie de motivaţia sportivă, de starea de antrenament si este platita la sfarsitul efortului. Eforturile de intensitate mică, medie sau submaximală si de lungă durată pot fi realizate cu ajutorul energiei produsă pe cale aerobă, utilizând glucoza, glicogen, acizi graşi liberi, proteine în diferite proporţii dictate de inten-sitatea si durata efortului. Aceste eforturi se numesc aerobe si se desfasoara in conditii de echilibru real sau aparent intre cerintele si aporturile de 1

oxigen. Producerea energiei prin glicoliza anaeroba are loc in sarcoplasma celulei musculare si rprezinta aportul energetic principal atunci cand efortul este foarte intens si nevoile in oxigen ale muschiului nu pot fi satisfacute.Glucoza si glicogenul,forma sa de depozit sunt utilizate ca substrat energetic. Glicoliza:cuprinde ansamblul de reactii enzimatice de degradare a glucozei de la glucozo6-fosfat (G-6-P), la acid piruvic.Glicoliza anaeroba presupune degradarea partiala a glucozei pana la acid piruvic(glicoliza anaeroba alactacida) si apoi la acid lactic( glicoliza anaeroba lactacida) cu eliberare de energie. Energia eliberata in cadrul glicolizei anaerobe este folosita pentru resinteza a 3 moli de ATP daca se porneste de la glicoen si a 2 moli de ATP daca se porneste de la glucoza(in acest caz se mai consuma o molecula de ATP pentru transformarea glucozei in glucozo-6-fosfat). Acidul lactic: odata format in muschi difuzeaza rapid in sange,unde este tamponat pentru a forma lactatul.Dupa eforturi epuizate concentratia de lactat intramuscular poate depasi 25mMol/kg, in timp ce in sange concentratia de acid lactic este de 20 mMol/litru. Concentratia plasmatica a acidului lactic este cu atat mai mare cu cat aportul de oxigen este mai mic sau sportivul mai prost antrenat, fiind un bun mijloc de urmarire al antrenamentului. De asemenea, concentratia acidului lactic ne permite sa identificam sistemul cela mai des utilizat in timpul exercitiului. O convetratie crescuta ne indica ca glicoliza anaeroba este solicitata intr-o mare masura, in timp ce o concentratie slaba este asociata unei participari predominante a sistemului aerob. Acidul lactic sintetizat la nivelul muscular nu trebuie considerat ca un produs toxic deoarece organismul poate utiliza acest acid in toate celulele care poseda o LDH. Principalele celule care utilizeaza lactat sunt: - celulele hepatice: LDH hepatic functioneaza in sensul odidarii lactatului in piruvat, care va fi folosit local in metabolismul aerob al celulei sau reconvertit in oxalo-acetat, apoi in glucoza, pe calea neoglicogenezei.Glucoza este eliberata in circulatie si poate fi reutilizata ca substrat energetic al muschiului. - celulele cardiace: chiar in timpul exercitiului de intensitate foarte mare, celulele cardiace sunt bogate in oxigen, exceptie facand cazurile patologice. - celulele musculare: in repaos utilizeaza acidul lactic cand aceasta este in concentratie crescand si cand exista o buna oxigenare.In acest fel, dupa incetarea unui exercitiu epuizant, nivelul acidozei se normalizeaza progresiv dupa 30-60 minute. 2

O parte din acidul lactic este eliminat urinar dar cu o pierdere de energie care nu este neglijabila. La sportivul bine antrenat, sinteza lactatului este slaba, consumul lui de catre alte celule este important, eliminarea urinara moderata, iar reantoarcerea la valori normale dupa incetarea exercitiului este sub o ora. Perioada de revenire a lactatului la valorile de repaos poate fi scurtata in timpul refacerii printr-un exercitiu de intensitate 30-60% din VO2 maxim. In timpul eforturilor anaerobe, se creaza o datorie de oxigen care corespunde refacerii compusilor macroergici si acumularii acidului lactic produs in exces. Ea poate fi mai mare sau mai mica in functie de motivatia sportivului, de varsta si de starea de antrenament.Acumularea datoriei de oxigen duce la inhibarea reactiilor energoformatoare, la cresterea presiunii osmotice a lichidului intracelular,fiind un factoru limitativ al performantei. Dupa incetarea efortului, se produce refosforilarea creatinei in creatinfosfat si refacerea rezervelor de compusi macroergici, platindu-se in acest fel datoria de oxigen.In primele 15 minute postefort plata datoriei de oxigen se face in proportie de 50%, iar restul in mai multe ore. Valorile crescute ale volumului de oxigen, observate dupa incetarea efortului, sunt numai in parte responsabile pentru platirea datoriei de oxigen. Pentru restul, intervin alti factori: -

rezervele de oxigen legate de mioglobina:

-

oxigenul dizolvat in plasma;

-

revenirea la o saturatie normala in oxigen a sangelui arterial, capilar si venos;

-

cresterea nevoilor in oxigen ale miocardului si muschilor respiratori;

-

cresterea nevoilor in oxigen datirita maririi temperaturii corporale in timpul efortului

prin activarea metabolismului general si a cresterii nivelului de catecolamine. O alta sursa importanta de energie potentiala a organismului o reprezinta depozitele lipidice. Suresele pentru catabolismul lipidic cuprind: - trigliceridele depozitate direct in celula musculara in special in fibrele cu potential oxidativ ridicat. - trigliceridele circulante din compexele hipoproteice care sunt hidrolizate de lipoprotein lipaza pe suprafata endoteliului capilarelior tisulare; - acizii grasi liberi circulanti din trigliceridele din tesutul adipos. Acesti acizi grasi contin cea mai mare cantitate a energiei potentiale a trigliceridelor. Trigliceridele circulante transportate in complexele lipoproteice furnizeaza de asemenea 3

o sursa lipidica de energie. Glicerolul este acceptat in reactiile anaerobe ale glicolizei de 3-fosfoglicerolaldehida si degradat in piruvat. Degradarea acizilor grasi are loc in mitocondrie prin oxidare, proces care produce NADH si FADH2. Acest proces este repetat pana cand intreaga molecula de acid gras este degradata. Atomii de hidrogen eliberati in timpul oxidarii acizilor grasi, sunt oxidati numai prin lantul respirator. Un rol important ca substrat energetic in timpul efortului de lunga durata, le revine proteinelor. In aceasta situatie aminoacizii, in primul rand cei cu catena laterala ramificata trebuie sa fie mai intai convertiti intr-o forma ce poate intra rapid in caile de liberare a energiei.Aceasta conversie necesita indepartarea azotului din molecula de aminoacid si transformarea ei in alt compus, proces numit transaminare. Principalele locuri pentru desfasurarea acestui proces sunt: ficatul si musculatura scheletica care contin enzimele necesare. Capacitatea de efort si intensitatea efortului Determinata de prezenta oxigenului in producerea energiei necesara contractiei, capacitatea de efort poate fi considerata a fi aeroba si anaeroba. Capacitatea aeroba de efort Masurarea capacitatii aerobe de efort in principiu este usor de facut. Dupa conectarea sportivului la sistemul on-line de masurare a schimbului de gaze la nivelul plamanilor, acesta este supus la un efort a carui intensitate este marita treptat. Sistemul computerizat de masurare a consumului de O2 si eliminarilor de CO2 este foarte practic dar din pacate, datorita costului, aproape inaccesibil fiecarui cabinet de medicina sportiva sau chiar spital. Nivelul consumului de O2 in punctul in care sportivul inceteaza efectuarea exercitiului este considerat capacitatea maxima de consum a oxigenului.Totusi se impune precizarea ca, factorul motivational poate influenta foarte mult aparitia momentului in care sportivul cedeaza. In cadrul ambelor metode aerul este colectat prin intermediul unui dispozitiv introdus in gura sportivului. Foarte important este alegerea exercitiului folosit in estimarea consumului maxim de O2. Si anume, alergatorii vor alerga (banda rulanada este cea mai des folosita), inotatorii vor inota si asa mai departe. Rationametul care sta la baza acestei afirmatii este acela ca, nivelul consumului de O2 in timpul efortului fizic este determinat de marimea si numarul grupelor musculare 4

angajate in efort cat si de coordonarea contractiei acestora in timpul efortului. O coordonare buna obtinuta in timp, va creste eficienta cu care muschii se contracta, eficienta care se reflecta intr-un consum mai scazut al oxigenului pentru aceeasi intensitate de efort. Evaluarea capacitatii de efort aerobe se face prin masurarea consumului maxim de oxigen care ajunge la muschi in unitatea de timp si se realizeaza prin metode directe si indirecte. Spiroergometria : Se folosesc analizoare de gaze pentru masurarea gradientului dintre aerul inspirat si cel expirat iar efectuarea efortului se realizeaza cu cicloergometrul sau covorul rulant, care au posibilitatea de a coantifica activitatea prestata. Cicloergometrul este o bicicleta speciala la care roata miscata de pedale este franata dupa dorinta.Intensitatea efortului se modifica pein schimbarea frecventei de pedalare, a franarii rotii sau prin ambele procedee. Covorul rulant este un aparat la care un sistem de role misca suprafata pe care sta subiectul.Acesta trebuie sa mearga sau sa alerge in sens opus, cu aceasi viteza cu care se deplaseaza covorul.Intensitatea efortului se poate modifica prin schimbarea vitezei covorului, prin inclinarea acestuia sau prin ambele procedee. Aparatele de masurare a schimburilor respiratorii, respectiv masurarea consumului de oxigen, pot fi cu circuit inchis sau deschis.Cea mai utilizata este aparatura cu circuit inchis.Aparatul permite masurarea ventilatiei pulmonare si in paralel analiza O2 si CO2. Prin metode directe pot fi determinate si : - oxigen/puls (VO2 max/ FC max) care reprezinta consumul maxim de oxigen corespunzator fiecarei contractii cardiace in timpul efortului. - economia ventilatorie- cu ajutorul echivalentului ventilator ; - economia metabolica de efort- cu ajutorul lactacidemiei ; Metodele indirecte se realizeaza prin calcularea consumului maxim de oxigen(VO2 max) pe baza relatiei lineare dintre FC si consumul de oxigen la o intensitate submaximala a efortului in baza stabila. In Institutul de Medicina Sportiva se practica testul IMS cu urmatoarea componenta :

Proba clino-ortostatica : Urmareste reactia de adaptare vegetative a frecventei cardiace si a tensiunii arteriale. 5

Se masoara FC si TA in clinostatism, apoi dupa un min de ortostatism in aceasta pozitie si se noteaza valorile respective.Se apreciaza astfel reactivitatea cardio-vasculara de repaos a activitatii vegetative. Testul Astrand-Ryhming : Subiectul executa un efort submaximal de 6 minute prin folosirea : -

scaritei la inaltimea de 40-50 cm si fixarea ritmului la metronom in functie de

intensitatea efortului propus si greutatea subiectului ; -

cicloergometrului cu rotatia de 40-80/min si intensitate optima de lucru pentru

obtinerea starii stabilite.Aceasta variaza in functie de cerintele sportivului practicat. In ultimele 10 sec de pedalare se masoara frecventa cardiaca.Valoare respectiva se inmulteste cu 6 obtinand astfel FC/min. Testul IMS se repeta de 2 sau de 3 ori pe an permitand aprecierea in dinamica capacitatii aerobe de efort si a reactivitatii cardio-vasculare de repaos si efort. Capacitatea anaeroba de efort Aceasta este mai dificil de realizat. Pe scurt, este vorba de posibilitatea de a determina consumul de ATP, PCR si glicogen din muschi. Aceasta se realizeaza prin analizarea biopsiilor musculare, care sunt bucati mici de tesut muscuar extrase din muschi cu ajutorul unui ac special. In acelasi timp insa, trebuie determinata si cantitatea de acid lactic care a fost eliberata in sange si care bazat doar pe biopsiile musculare, nu ar fi luata in calcul si contributia anaeroba in producerea ATP-ului ar fi subapreciata. Mai mult Bangsbo et al (2001) alaturi de lactat au masurat si cantitatea de piruvat eliberata in sange. Acidul piruvic (care este un intermediar in metabolizarea glucozei sau a glicogenului) prin acceptarea a doi H+ devine acid lactic. O alta problema in masurarea capacitatii anaerobe este faptul ca localizarea recoltarii produsilor de metaboliti (lactatul si piruvatul) doar din muschii angajati in efort este imposibila, ca sa nu mai mentionez obtinerea biopsiilor in timpul exercitiului. O varianta mai accesibila de determinare a productiei anaerobe de ATP poate fi apreciererea consumului total de energie din timpul efortului din care se extrage consumul total de oxigen. Ceea ce ramane poate fi considerat contributia sistemelor anaerobe de producere a ATP-ului, hidrolizarea ATP-ului si recuperarea lui pe seama PCR si respectiv consumul glicogenului muscular. Studierea deficitului de oxigen si a debitului acestuia dintr-un grafic al consumului de oxigen poate de asemenea sa furnizeze informatii despre productia anaeroba a energiei in cadrul unui efort fizic.

6

Practic metodologia de testare a capacitatii de efort anaerob abordeaza unilateral diferite aspecte ale acestui tip de efort, fiecare test aducand informatii specifice necesare in evaluarea elitei sportive.Astfel se poate realiza : - inregistrarea randamentului activitatii musculare in conditii de anaerobioza.Aceste teste trebuie facute pe musculatura specifica implicata in ramura sportiva respectiva pentru a fi mai aproape de realitate ; - determinarea cantitativa a unor parametri ai metabolismului energetic utilizand indicatori ai schimburilor gazoase ; - masurarea unor parametrii biochimici caracteristici metabolismului anaerob (lactacidemie). Testul Sargent : Masoara forta exploziva, detenta verticala, eveluand in acest fel puterea maxima anaeroba.Se executa trei sarituri maxime pe verticala dupa o prealabila incalzire masurandu-se detenta in cm. Se retine pentru calcul cea mai inalta saritura si se aplica formula :

P=

4,95×G×D unde : -

P = putere maxima anaeroba exprimata in kg/sec ;

-

G = greutate corporala ;

-

D = detenta in cm;

Testul Bosco: Pentru masurarea fortei mecanice a muschilor extensori ai gambei. Pe o platforma conectata electric se executa timp de 15 sec un numar maxim de sarituri verticale, cu mainile pe solduri, plecand din pozitia ghemuit si terminand in aceasi pozitie dupa fiecare saritura. Proba se executa dupa o usoara incalzire. Se inregistreaza numarul de sarituri, timpul pe platrorma si timpul in aer. In acest fel se poate calcula puterea medie anaeroba furnizata in cele 15 sec cu ajutorul formulei : P= g ×Tv×15s sub 4×NS (15s-Tv) unde: -

P = puterea anaeroba exprimata in W

-

G = contanta gravitationala

-

Tv = timpul in aer in 15 sec

-

NS = numarul de sarituri 7

Interpretarea rezultatelor la Bosco Ergo Jump se face astfel: Barbati: Slab

sub25 W

Bine

25-30 W

F. Bine 30-35 W Femei:

F Bine

Slab

22 W

Bine

22-25 W

26-30 W

Testul Wingate: Se realizeaza pe ciloergometru prin pedalare timp 30 sec. Dupa 3-4 sec de pedalare se fixeaza cicloergometrul la o anumita incarcatura care permite sa se masoare direct cuplul de forte aplicat pedalelor si frecventa pedalarii. Autorul recomanda utilizarea urmatorilor 3 indicatori ai performantei : -

puterea globala anaeroba reprezentata de media aritmetica pe cele 30 sec care reflecta capacitate glicolitica ;

-

puterea maxima exprimata prin cea mai mare putere mecanica pe o perioada de 5 sec. Ea reflecta capacitatea de a genera energia compusilor microenergici;

-

indexul de oboseala (IO), care reprezinta rata declinului puterii relative la puterea maxima.

Compararea rezultatelor aceluiasi sportive in timp ofera posibilitatea de a aprecia eficienta programului aplicat. Proba Harvard: Este o proba cu incarcatura submaximala folosita in marina Americana. Urmareste revenirea frecventei cardiace si estimeaza un indice ce se coreleaza cu capacitatea de effort fizic. Dupa o usoara incalzire subiectul urca si coboara timp de 5 min o scarita inalta de 50,8 cm, in ritm de 30 urcari si coborari pe minut. Efortul se efectuiaza in 4 timpi :urcare cu un picior apoi cu celalalt, coborare cu un picior si apoi cu celalalt- deci un moment cand ambele picioare sunt pe scarita si altul cu ambele la sol. Dupa terminarea probei se masoara frecventa cardiaca timp de 30 sec in pozitie sezand dupa cum urmeaza : intre minutele 1 si 1,30 dupa efort ; intre minutele 2 8

si 2,30 dupa efort si intre minutele 3 si 3,30 dupa efort. Aceste 3 frecvente cardiace se inmultesc cu 2 pentru a avea valori pe un minut reprezentand P1,P2,P3. In functie de valoarea obtinuta se apreciaza astfel : -

valori mai mari de 89 = excelent

-

valori intre 80-89 = bine

-

valori intre 65-79 = comportatre mijlocie

-

valori intre 55-64 = comportare satisfacatoare

-

valori sub 55 = comportare nesatisfacatoare.

Bibliografie 9

1. Bangsbo J. Krustrup P. Gonzales A. J. And Saltin B. ATP productia si eficienta muschiilor scheletului uman in timpul exercitiilor intense: efectele exercitiilor anterioare, 2001 2. Barstow T.J. & Mole P. Caracteristicile lineare si non-lineare ale oxigenului in timpul exercitiilor grele, 1991 3. Berne R.M. Levy M. N. Koeppen M.B. and Stanton A.B. Psihologia. Copyright Elsevier,Inc. 2004 4. Ferguson R.A. Krustrup P. Kjaer M, Mohr M. Ball D & Bangsbo J. Efectul temperaturii asupra randamentului energiei muschiilor scheletului in timpul exercitilor dinamice ale genunchiului, 2004 5. Dragan I., Dr. Ionescu A., Medicina sportiva

10