Długotrwały układ egzoergiczny: układ tlenowy

Pod redakcją dr Stefano Casali

Metabolizm tlenowy

Nazwa ta jest zarezerwowana dla kompleksu reakcji łańcucha transportu elektronów i fosforylacji oksydacyjnej. W pewnym sensie termin ten sam w sobie jest mylący, ponieważ tlen nie uczestniczy bezpośrednio w syntezie ATP, jednak to właśnie dostępność tlenu na końcu łańcucha oddechowego determinuje zdolność jednostki do utrzymania wysoki metabolizm tlenowy.

Reakcje oksydacyjne są zdecydowanie najważniejszymi procesami dla celów energetycznych, ze względu na dużą ilość energii, która może zostać wytworzona z oksydacyjnej degradacji zapasów kalorycznych organizmu (tłuszcze, węglowodany). Maksymalna moc, jaką organizm może wytworzyć na podstawie samych procesów oksydacyjnych, nie jest w pewnych granicach narzucona dostępnością paliwa, ale raczej paliwem, czyli maksymalnym możliwym zaopatrzeniem organizmu w tlen. mięśnie (VO2max) zakres intensywności pracy Zużycie tlenu (VO2), osiągane od 3 do 5 minut po rozpoczęciu pracy, jest funkcją narastającą intensywności pracy. W tych warunkach praca może być kontynuowana przez dość długi czas (ponad 10 minut) bez dalszego znaczącego wzrostu VO2. Warunki te są tradycyjnie uważane za tlenowe, a VO2 osiągane 3 do 5 minut po rozpoczęciu pracy jest definiowane jako wartość „stanu ustalonego” (VO2S).

Maksymalna moc aerobowa (VO2max)

Ilość tlenu, którą organizm musi przyjąć, jest regulowana przez poziom metabolizmu komórkowego.

Metabolizm podstawowy: minimalna ilość niezbędna do zaspokojenia potrzeb życiowych;

Maksymalne zużycie tlenu: maksymalny indywidualny limit, jaki organizm może wyrazić na podstawie oksydacyjnych procesów metabolicznych. Wyrażana jest w wartości bezwzględnej (l/min) lub w odniesieniu do masy ciała (ml/kg/min) lub masy beztłuszczowej (ml/kg masy beztłuszczowej/min).

REKRUTACJA I TRANSPORT TLENU

Pobieranie i transport tlenu ze środowiska zewnętrznego do środowiska wewnętrznego komórek wymaga:

Układ oddechowy firmy Dell (wymiana gazu z otoczeniem);
Krew (ze względu na zawartość hemoglobiny, która jest nośnikiem O2 oraz ze względu na jej inne właściwości fizyczne i chemiczne);
Układ krążenia firmy Dell (transport gazów i materiałów, które można wykorzystać do celów energetycznych; dostosowanie krążenia do ogólnych i lokalnych potrzeb organizmu);

Zależy to również od:

z anatomicznych, fizjologicznych i biochemicznych cech struktur narządów efektorowych, elementów wpływających na wymianę gazową między komórkami a naczyniami krwionośnymi.

Czynniki ograniczające maksymalną moc tlenową (w obecności nadmiaru substratu utleniającego)

Czynniki płucne:

Wentylacja pęcherzykowa;
Zdolność dyfuzyjna gazów oddechowych, w szczególności O2.

Czynniki krwi:

Zdolność transportowa O2 i CO2 przez krew.

Czynniki sercowo-krążeniowe

Dysza sercowa, Q;
Krążenie obwodowe, zwłaszcza krążenie mięśniowe, Qm.

Czynniki tkankowe

Zdolność dyfuzji O2 z naczyń włosowatych do komórki i odwrotnie, CO2 z komórki do krwi;
Umiejętność wykorzystania O2 przez tkanki.

Maksymalna moc aerobowa: osoba prowadząca siedzący tryb życia

VO2 max można wyrazić jako wartość bezwzględną (l/min) lub w stosunku do masy ciała (ml/kg/min). Dane dotyczące zdrowych osób dorosłych wahają się w granicach 40-50 ml/kg/min, ponieważ w przypadku wpływów płci jest znacząca różnica między mężczyznami a kobietami, mają one wartość bezwzględną (l/min) średnio o 30% niższą od tej mężczyzn. Różnica między płciami ma tendencję do zanikania (3-4%), gdy wartość odnosi się do (beztłuszczowej) masy mięśniowej; wskazuje to, że niższa wydolność tlenowa kobiet jest spowodowana nie tylko niższą masą ciała, ale także wyższą zawartością tłuszczu. Resztkową różnicę 3-4% można wytłumaczyć innym stężeniem hemoglobiny we krwi, które u kobiet jest o 5-10% niższe niż u mężczyzn.

Maksymalna moc aerobowa: Zawodnik

Wydaje się, że maksymalny limit VO2 max wynosi około 90 ml/kg/min; sportowcami charakteryzującymi się najwyższymi wartościami są narciarze biegowi, niezależnie od uprawianej specjalizacji (narciarstwo, bieganie czy jazda na rowerze). Jednak niezależnie od uprawianej dyscypliny, wartość VO2 max, wyrażona w jednostce masy ciała, wydaje się być znacznie wyższa u sportowca niż u osoby prowadzącej siedzący tryb życia.Istotna różnica występuje między wartościami występującymi między sportowcami różnych specjalizacji. Na przykład VO2 max maratończyków wyrażony w wartościach bezwzględnych jest niższy niż wioślarzy, którzy przeciętnie charakteryzują się większą masą ciała. sport, dzięki czemu nie muszą wykonywać żadnych prac przeciw grawitacji (masa ciała nie odgrywa roli czynnika ograniczającego wydajność). Z kolei biegacz, ponieważ wykonuje prawie całą pracę przeciw grawitacji, wymaga „wysokiej wydajności energetycznej na kg masy ciała i niekoniecznie ma wysokie wartości bezwzględne. Kolarz jest w sytuacji pośredniej w zależności od tego, czy trasa odbywa się na płaskim lub pod górę.

Fizjologiczne podstawy wysokiej mocy tlenowej

Maksymalny wyrzut serca (Q "max) jest podstawowym wymogiem, aby móc osiągnąć wysoki poziom VO2 max; może osiągnąć 40 l / min u sportowca, w porównaniu z wartością 22-25 l / min w siedzącym trybie inne ważne zmienne to te związane z maksymalnym współczynnikiem wykorzystania tlenu w mięśniu, który może osiągnąć wartości bliskie 0,9 w mięśniu trenującego sportowca, prawdopodobnie dzięki:

do bardziej równomiernego rozkładu perfuzji wynikającego ze wzrostu (+ 20%) powierzchni przekroju naczyń włosowatych na jednostkę powierzchni mięśnia;

do wzrostu aktywności niektórych enzymów mitochondrialnych, szczególnie sukcynodehydrogenazy (SDH), również w związku z różną proporcją między wolnymi i szybkimi włóknami mięśniowymi.