Ca2+ hiányában (alsó ábra) • Tm és TnI „gátló” pozícióban
A – aktin Tm – tropomiozin M – miozin Tn – troponin HMM – heavy mero myosin
Az akto-miozin ciklus II. a csúszófilamentum modell ATP
Pi
relaxáció
AM
ADP
kontrakció
AM-ATP
AM-ADP-Pi
M-ATP
M-ADP-Pi
ATP a kontrakcióhoz és a relaxációhoz egyaránt szükséges
AM-ADP
AM
A – aktin M – miozin
Energia források a vázizomban I. Kapilláris Izom sejt
Glikogén
1 Közvetlen foszforiláció Kreatin foszfát
Glükóz ADP 2 Anaerob glykolízis
ATP Kreatin
L-laktát
Piruvát ADP
3 Oxidatív foszforiláctió CO2 O2 Zsírsav Mitokondrium
útvonal
sebesség
mennyiség
ATP/glükóz
igen gyors
igen limitált
-
2. glikolízis
gyors
limitált
2-3
3. oxidatív foszforiláció
lassú
nem limitált
36
1. direkt foszforiláció
Energia források a vázizomban II. • Direkt foszforiláció: ATP -> ADP + Pi • Glikolízis: a glikogén (vércukorból képződő poliszacharid) – biológiai oxidáció »» CO2 + víz + energia »» kreatininfoszfát képződik – kreatininfoszfát lebomlásából származó energia »» beépül az ADP-be és átalakul ATP-vé – elégtelen oxidáció »» tejsav (izomláz)
• Oxidatív foszforiláció – A légzési lánc működése során protonokat pumpál ki a mitokondrium. – A kialakuló proton gradiens működteti a protontranszporttal kapcsolt ATP szintázt.
VO2
12
1000
CrP
6
500
ATP 100
0 0
60
120
Relatíiv O2 extrakció V02 (%)
ATP/CrP (µmol/g wet weight)
Az izom-energetika komponensei
180
Idő (s)
CrP: kreatinfoszfát
• direkt foszforiláció • glikolízis • oxidatív foszforiláció
8-10 másodperc 1-2 perc amíg a tápanyag tart
Az izom-energetika komponensei Maximális leállási idő (perc)
15
10
vérkeringéssel
5
vérkeringés nélkül 0 15 20
35
50
75
Erő (a maximális izometrikus erő %)
• direkt foszforiláció • glikolízis • oxidatív foszforiláció
8-10 másodperc 1-2 perc amíg a tápanyag tart
Az izom-energetika komponensei
[Laktát] (mmol/l)
10 8
anaerob küszöb
6 4
aerob / anaerob átmenet
2
aerob küszöb 0
Mitokondrium
• direkt foszforiláció • glikolízis • oxidatív foszforiláció
50
100
Pulzuszám
150
(min-1)
8-10 másodperc 1-2 perc amíg a tápanyag tart
200
Az izom glikogén tartalma a táplálék összetételének szerepe Izom glykogén tartalma (gram/kg-izom)
2 óra munkavégzés 24 20
magas szénhidrát étrend
16 12
zsír vagy fehérje étrend
8
Táplálék nélkül
4 0
0
10
20
30
40
Visszaépülés órákban
50
5 nap
• jelentős izommunka hatására az izom glikogéntartalma teljesen kimerülhet • szénhidrát-mentes diéta mellett a glikogéntartalom visszaépülése igen lassú
A kardiovaszkuláris rendszer alkalmazkodása • lokális válaszok: a működő izom vérellátása ↑ – vazodilatáció a szimpatikus kolinerg idegek aktivitásfokozódása miatt (nyugalomban csak a hajszálerek 30% nyitott) – vazodilatáció a fokozott metabolizmus miatt (hipoxia, hiperkapnia, acidózis, metabolitok) – megnövekedett AV O2 differencia (O2 extrakció)
Munkavégzést kísérő változások a vér megoszlása a szervek között l/min 20
bőr
• fokozódó munkavégzés során
15
szív, agy, stb.
– splanchnikus területek VÁ ↓ – agy és szív VÁ = – bőr ↑ ↓
perctérfogat
– izom VÁ ↑ 10
zsigerek
5
izom
0
1
2
3
Oxigén felhasználás l/min
Munkavégzést kísérő változások az „izompumpa” 200+
Ritmikus munkavégzés
120 mm Hg 200 mm Hg
200 mm Hg
izom kontrakció
•
Vér átáramlás (100 ml/min)
40
20
Passzív álló állapot ∆P = 80 mmHg
lábi átáramlás 0
10
16
Idő (perc)
a működő izom vérellátása szakaszos – – – –
összehúzódáskor az átáramlás akadályozott a csökkent átáramlást a metabolitok felszaporodása kíséri → vazodilatáció alakul ki elernyedés után fokozódik a vérátáramlás
18
Munkavégzést kísérő változások hőszabályozás Erős álló munkavégzés
• a teljesítmény és az oxigénfelvétel között egyenes arányosság van • a maximális oxigénfelvételt az edzettség mértéke szabja meg
60 Maximális oxigén felvétel (ml*min-1 *kg-1) 30
Munkavégzést kísérő változások az „oxigénadósság” ml/min O2 adósság
O2 felvétel VO2
1250
állandósult állapot
1000 O2 adósság visszafizetése
750 500
Nyugalmi szint
250
nyugalom 0
2
munkavégzés 4
6
visszatérés nyugalomba 8
10
12
idő (min)
• A munkavégzést követő fokozott O2 fogyasztás – az O2 raktárak feltöltésére (mioglobin) – a foszfokreatin készlet feltöltésére – a tejsav eliminálására fordítódik
Munkavégzést kísérő változások az „oxigénadósság” állandósult állapot
100
könnyű munka (75 W) 50 pulzus
80
szívfrekvencia (min-1)
60
emelkedés fáradásban
erős munka (150 W)
140 120
600 pulzus
100 80 60 nyugalom 0
20
munka 40
nyugalom 60
80
100
120
Idő (min)
• az oxigénadósság kialakulását és törlesztését a szívfrekvencia parallel változásai is kísérik
Munkavégzést kísérő változások
Teljesítmény
a tréning és a fizikai teljesítőképesség
Erős edzés
edzés
enyhe edzés
nincs edzés
idő
Átlagtól való eltérés
A fizikai aktivitás napi változása (cirkadián ritmus) 25 0 -25 -50 6
