Įvadas

Šiame straipsnyje nagrinėjama deguonies skola, atsirandanti intensyvių treniruočių metu. Deguonies skola yra skirtumas tarp deguonies poreikio ir realiai suvartojamo deguonies kiekio. Intensyvaus fizinio krūvio metu organizmas ne visada spėja patenkinti raumenų poreikį deguoniui, todėl susidaro deguonies trūkumas. Šis trūkumas kompensuojamas po treniruotės, kai organizmas sunaudoja papildomą deguonies kiekį, kad atkurtų energijos išteklius ir pašalintų medžiagų apykaitos produktus.

Kvėpavimo Sistema ir Deguonies Tiekimas

Kvėpavimo sistemos ypatumai tiekiant deguonį fizinių pratimų metu

Kvėpavimas yra dujų apykaita tarp organizmo ir aplinkos. Deguonį iš plaučių į audinius, o anglies dioksidą iš audinių į plaučius perneša kraujas. Kvėpavimo aktas susideda iš šių procesų:

1. Išorinio kvėpavimo, dujų apykaitos, vykstančios plaučiuose tarp organizmo ir aplinkos.
2. Vidinio kvėpavimo, apimančio procesus, vykstančius ląstelėse.
3. Dujų pernešimo krauju, t.y., kraujas perneša deguonį iš plaučių į audinius ir anglies dioksidą - iš audinių į plaučius.

Deguonies praėjimas pro plaučius ir kapiliarų membranas vadinamas difuziniu procesu. Deguonis iš alveolių oro pereina į plaučių kapiliarų kraują, o anglies dioksidas iš kapiliarų į alveolių orą. Didžiulė dujų apykaita vyksta taip pat ir audiniuose tik priešinga kryptimi, nei plaučiuose: kraujas atneša deguonį ir atiduoda audiniams, o iš jų paima anglies dioksidą.

Fizinio krūvio metu įvairios sistemos efektyviai įsisavina deguonį ir pateikia jį dirbantiems raumenims ir audiniams. Atliekant fizinius pratimus intensyvi plaučių ventiliacija leidžia paimti didelį deguonies kiekį. Geras organizmo aprūpinimas deguonimi priklauso ne tik nuo kvėpavimo dažnumo, bet ir nuo jo gilumo. Ramybės būklėje, kai kvėpuojama paviršutiniškai, plaučių kvėpavimo plotas sumažėja, o kuo gilesnis kvėpavimas, tuo organizmas dar geriau aprūpinamas deguonimi, nei dažnas, bet paviršutiniškas. Treniruojantis plaučių gyvybinė talpa (deguonies kiekis, kurį žmogus po normalaus kvėpavimo gali maksimaliai iškvėpti) didėja. Taip pat didėja ir plaučių ventiliacija (nuolatinis oro pasikeitimas tarp plaučių ir aplinkos). Ventiliacija didėja tokia pat proporcija, kaip treniruotės intensyvumas. Ramybės būklėje ventiliacija yra 6 - 8 litrai per minutę, o dirbant ji pakyla iki 120 litrų. Dirbant raumenims, padažnėja kvėpavimas, stiprėja kvėpavimo judesiai. Daugiau sunaudojama deguonies ir daugiau išskiriama anglies dioksido. Žmogui įprastomis sąlygomis reikia iki 350 ml, dirbant raumenims iki 4000 - 5000 ml deguonies per minutę. Audiniai atneštą deguonį įsisavina ne visą. Treniruojantis deguonies utilizacijos (naudingo panaudojimo) koeficientas, palyginti su ramybės būsena padidėja 50 - 60 %. Organizmo sugebėjimas įsisavinti didelį deguonies kiekį - vienas treniruotumo bruožų. Treniruojantis žmonių plaučių paviršius padidėja, tad gilaus įkvėpimo ir iškvėpimo metu dujų apykaita tarp alveolių oro ir kraujo paspartėja. Kai fizinis krūvis didelis, organizmui reikia daugiau deguonies, dėl to į plaučius per minutę turi patekti nuo 5 iki 20 kartų daugiau oro.

Gerai veikianti kvėpavimo sistema aprūpina deguonimi visas dirbančio žmogaus organizmo ląsteles, tarp jų ir galvos smegenų ląsteles, kurios sunaudoja deguonies daugiau negu kitos. Net nuo lengvų fizinių pratimų organizme deguonies padaugėja 4 kartus, gali padaugėti net iki 10 kartų. Treniruotas žmogus sugeba įkvėpti daugiau oro, o tai sąlygoja geresnį organizmo aprūpinimą deguonimi.

Taip pat skaitykite: Istorinės Lietuvos ir Ispanijos krepšinio rungtynės

Širdies ir Kraujagyslių Sistema

Širdies ir kraujagyslių sistemos ypatumai tiekiant deguonį fizinių pratimų metu

Viena iš kraujo funkcijų yra deguonies tiekimas ląstelėms ir anglies dioksido pašalinimas iš jų. Taip pat kraujas aprūpina ląsteles ir maisto medžiagomis, bei pašalina iš jų irimo produktus. Susitraukinėdama širdis veikia kaip siurblys ir varinėja kraują, kuris sudaro sąlygas normaliai organų veiklai. Kraujas pernešdamas maisto medžiagas bei deguonį teka be pertraukų arterijomis, venomis ir kapiliarais. Pagrindinis deguonies pernešėjas organizme yra forminiai kraujo elementai - eritrocitai. Viena sudedamųjų eritrocitų dalių - hemoglobinas. Kraujas su hemoglobinu tekėdamas pro plaučius prisijungia deguonį ir sudaro nepatvarų junginį vadinamą oksihemoglobinu.

Kvėpavimo pakitimas glaudžiai susijęs su kraujo apytakos pakitimu. Atliekant fizinius pratimus padažnėja pulsas, padidėja minutinis širdies tūris. Kuo intensyviau dirbama, tuo stipriau ventiliuojami plaučiai ir tuo didesnis minutinis tūris. Kai padaugėja deguonies, kraujyje padaugėja hemoglobino, dėl to, kad padaugėja eritrocitų, o ekstra atvejais - dėl to kad iš blužnies į bendrą kraujo apytaką išstumiama kraujo. Hemoglobinas pasižymi deguonies trauka. Ši trauka padidėja kai kraujas netenka anglies dioksido. Fizinių pratimų metu išauga deguonies poreikis audiniams, keičiasi ir anglies dioksido kiekis kraujyje, dėl to dirginami kvėpavimo, bei kraujo apytakos centrai ir sustiprėja jų veikla.

Kraujo apytakos sistema aprūpina visas besitreniruojančio kūno ląsteles deguonimi, maisto medžiagomis, apvalo jas nuo medžiagų apykaitos produktų. Širdis, dirbant raumenims, suintensyvina kraujo apytaką visame organizme. Susitraukinėdama širdis į aortą išstumia nuo 60 iki 80 ml kraujo, tačiau intensyviai sportuojant gali jo išstumti iki 200 ml. Kuo didesnis kraujo kiekis “prabėgs” per laiko vienetą, tuo didesnis kiekis deguonies bus pernešamas iš plaučių į dirbančius raumenis, tuo bus didesnė ATP resintezė, tuo mažiau susidarys pieno rūgšties raumenyse.

Treniruojantis raumenis reikalauja didesnio kraujo kiekio. Periodiškai susitraukinėdami ir atsipalaiduodami veikia kaip siurblys ir sustiprina veninio kraujo pritekėjimą į širdį. Padidėjęs spaudimas tuščiavidurėse venose refleksiškai didina skilvelių susitraukimą sistolėje ir jų prisipildymą diastolės metu, todėl priklausomai nuo fizinio darbo didėja sistolinis ir minutinis širdies tūriai ir padažnėja pulsas. Treniruotė didina kapiliarų skaičių, susidaro nauji, o buvusieji tampa talpesni, elastingesni. Kartu didėja ir cirkuliuojančio kraujo kiekis, kraujas teka lėčiau, vadinasi ir kraujo kontaktas su funkcionuojančiu raumeniu tampa didesnis ir ilgesnis.

Deguonies pernaša į raumenis ir jo vartojimas raumenyse

Deguonies pristatymo į raumenis greitis - vienas iš svarbiausių raumenų aprūpinimo energija veiksnių, nes ATP resintezės greitis mitochondrijose, kur susidaro apie 90 % visos reikiamos energijos, priklausomos nuo deguonies koncentracijos ląstelėje. Esant nedideliam metabolizmui, kai raumuo nedirba, deguonies pristatymo greičio pokyčiai neturi reikšmės ATP resintezės greičiui. Tačiau, kai deguonies slėgis (pO2) ląstelėse tampa mažesnis už kritinį lygį, tuomet ATP resintezės greitis gali būti palaikomas adoptacinių ląstelinio metabolizmo pokyčio dėka. Taip padidina deguonies pristatymą į raumenis ir jo suvartojimą mitochondrijose.

Taip pat skaitykite: Svajonių išsipildymas „X Faktoriuje“

Maksimalus deguonies suvartojimo greitis raumenų mitochondrijose gali būti palaikomas tik iki tam tikros kritinės pO2 reikšmės ląstelėse, sudarančios 0,5 - 3,5 mm Hg. Jeigu metabolinio aktyvumo lygis raumenyse darbo metu viršija maksimalų ATP aerobinės resintezės reikšmes, tai padidėjęs energijos poreikis gali būti kompensuojamas anaerobinės ATP resintezės sąskaita. Tačiau anaerobinės metabolinės kompensacijos diapazonas gana siauras ir tolesnis ATP sintezės greičio didinimas dirbančiuose raumenyse, kaip ir jų funkcionavimas, tampa nebeįmanomas. Kad deguonies slėgis būtų palaikomas virš kritinės ribos mitochondrijose, jis turi siekti 15 - 20 mm Hg. Raumenų veiklai palaikyti deguonies slėgis arterijose, kuriomis kraujas patenka į raumenis turi siekti 40 mm Hg, o magistralinėse arterijose - 80 - 90 mm Hg.

Deguonis prasiskverbia į kraują per plaučių alveolių kapiliarų sieneles dėl deguonies dalinio slėgio skirtumo. Tik nedidelė į kraują patenkančio deguonies dalis ištirpsta plazmoje, o didžiąją dalį prisijungia eritrocitai ir hemoglobinas. Hemoglobino gebėjimui prisijungti deguonį reikšmės turi kraujo temperatūra ir pH jonų koncentracija: kuo žemesnė temperatūra ir didesnis pH, tuo daugiau deguonies hemoglobinas gali prisijungti.

Pereinant iš ramybės būsenos prie intensyvios raumenų veiklos deguonies poreikis išauga daugelį kartų, tačiau jis tuoj pat negali būti patenkintas. Reikia laiko, per kurį sustiprėtų kvėpavimo ir kraujotakos sistemų veikla, kad kraujas prisotintas deguonimi, atkeliautų į dirbančius raumenis. Kai visų sistemų aktyvumas padidėja, pamažu išauga ir deguonies suvartojimas dirbančiuose raumenyse. Pagrindinis darbingumą ribojantis veiksnys raumenyse yra mitochondrijų gebėjimas utilizuoti deguonį ir oksidacinių fermentų gebėjimas panaudoti deguonį dirbančiuose raumenyse. Maksimalus deguonies suvartojimas negali ilgai užtrukti: ilgai trunkančio darbo metu jis sumažėja dėl bendro ir vietinio nuovargio.

Deguonies kiekis, kurio reikia organizmui, kad būtų visiškai patenkinti energijos poreikiai, vadinamas deguonies poreikiu. Intensyvaus darbo metu realus deguonies suvartojimas sudaro tik nedidelę deguonies poreikio dalį. Skirtumą tarp deguonies poreikio ir realiai suvartojamo deguonies kiekio vadiname deguonies trūkumu. Esant dideliam jo trūkumui, suaktyvėja anaerobinės ATP resintezės reakcijos, organizme susikaupia daugiau iki galo nesuoksiduotų anaerobinės apykaitos produktų. Išnaudotiems energiniams substratams papildyti ir ne iki galo oksiduotiems produktams pašalinti reikalingas papildomas deguonies kiekis, todėl po darbo kurį laiką jo poreikis ir suvartojimas yra padidėjęs. Šis papildomas suvartojamo deguonies kiekis vadinamas deguonies skola.

Kraujo biomechaniniai pokyčiai, atsiradę dirbant raumenims

Intensyviai dirbant raumenims labai pasikeičia kraujo biocheminės ir fiziologinės funkcijos. Kraujo kūneliai ir neląsteliniai elementai rodo biocheminius ir fiziologinius pokyčius, atsiradusius ne tik raumenyse, bet ir įvairiose audiniuose ir organuose.

Taip pat skaitykite: Slidinėjimo tendencijos

Viena pagrindinių kraujo funkcijų - pernešimo funkcija - užtikrina įvairių medžiagų pernešimą, kuris fiziškai dirbant raumenims labai suintensyvėja. Didžiausią reikšmę turi deguonies patekimas iš plaučių į dirbančius raumenis, o anglies dioksido - iš dirbančių raumenų į plaučius. Ilgai dirbant dideliu ir vidutiniu intensyvumu, darbingumą gali riboti deguonies pernašos į dirbančius raumenis nepakankamumas dėl nedidelio hemoglobino kiekio kraujyje.

Visi žmogaus organizmo audiniai net ramybės būsenoje nuolat reikalauja deguonies ir jį vartoja, o dirbant tas poreikis dešimt kartų išauga. Eritrocitų hemoglobinas, plaučiuose prisijungęs deguonies molekules, jas nuneša į audinius, kur deguonis panaudojamas medžiagų aerobinės oksidacijos reakcijose. Iš plaučių alveolių per kapiliarų sieneles į kraują patekęs deguonis ištirpsta plazmoje, pereina per eritrocitų membraną ir jungiasi su hemoglobinu, 1 g hemoglobino prisijungia 1,34 ml deguonies. Prisijungęs prie hemoglobino deguonies kiekis rodo kraujo deguonies talpą. Ji daugiausia priklauso nuo hemoglobino kiekio kraujyje. Raumenyse yra gaminama kraujo hemoglobinui medžiaga - mioglobinas. Jis padeda oksihemoglobinui atsipalaiduoti nuo deguonies ir iš kraujo kapiliarų perneša deguonį. Kapiliaruose prisijungęs deguonį mioglobinas neša jį mitochondrijų ir taip palengvina deguonies įsijungimą į oksidacijos reakcijas.

Medžiagų Apykaita

Medžiagų apykaitos ypatumai fizinių pratimų metu

Būtina gyvybei sąlyga yra medžiagų ir energijos apykaita. Maisto medžiagos svarbios ne vien kaip statybinė medžiaga; jos svarbų vaidmenį atlieka ir kaip energijos šaltinis. Iš aplinkos patenkančių medžiagų apykaita prasideda, kai į organizmą patenka vanduo ir maisto produktai. Pagrindinės dalyvaujančios medžiagų apykaitoje maisto medžiagos yra baltymai, angliavandeniai ir riebalai. Nemažas vaidmuo medžiagų apykaitoje tenka vandens ir mineralinių druskų apytakai. Baltymai - pagrindinė ląstelių statybinė medžiaga. Nuo jų priklauso daugelis gyvybinių funkcijų - deguonies perdavimas, imuniniai procesai, raumenų susitraukimas. Angliavandeniai - organizmui labai svarbios medžiagos, nes jie yra pagrindinis energijos šaltinis.

Fiziniais pratimais galima paveikti riebalų, baltymų, arba angliavandenių apykaitą. Atliekant fizinius pratimus organizmas daugiausia sunaudoja energijos, sudegina daugiau angliavandenių ir riebalų. Jėgos pratimai turi didesnę įtaką baltymų apykaitai. Dirbančiuose raumenyse ir kitose ląstelėse vyksta biocheminiai procesai - energijai daugiausiai panaudojami angliavandenių ištekliai. Energijai naudojami riebalai ir baltymai prieš sudegant jie skaldomi iki angliavandenių. Energetinių medžiagų degimas (oksidacija) organizme - labai sudėtingas procesas, jame dalyvauja įvairios skaidančios medžiagos - fermentai. Treniruočių metu raumenų energija gaunama, skaldant organizmo angliavandenius glikogeną į pieno rūgštį ir dalį jos sudeginant į vandenį, bei anglies dioksidą. Dalis pieno rūgšties vėl virsta glikogenu. Šiems procesams reikalingas deguonis, kurį kraujas atneša iš plaučių (aerobinė oksidacija). Tačiau raumens energija gali būti ir skaldant glikogeną be atnešamo iš plaučių deguonies (anaerobinė oksidacija). Kad šie procesai vyktų greičiau labai padeda fermentai.

Glikolizės bei glikogenolizės efektyvumas fizinių pratimų metu

Anaerobinių fizinių pratimų metu griaučių raumenyse vykstantį glikolizė labai priklauso nuo glikogeno, kuris teikia gliukozę glikolizės reakcijoms, atsargų dydžio. Apie 80 % ar net daugiau gliukozės glikolizės reakcijoms gaunama skylant glikogenui, ir glikogeno atsargų išeikvojimas gali sukelti nuovargį. Po darbo atsigaunančiuose raumenyse gliukozė naudojama glikogeno sintezei. Maksimalaus intensyvumo pratimų metu raumenyse glikogenas ir nuo jo atskelta gliukozė naudojami intensyviai glikolizei palaikyti. Ilgų, didelio ir vidutinio intensyvumo pratimų metu raumenų glikogenas, kraujo gliukozė ir kepenų glikogenas gali teikti energetinį kurą (gliukozę) raumenų glikolizei.

Esant laktato pernašos tarp ląstelių mechanizmui, vienoje ląstelėje vykstanti glikogenolizė gali teikti kurą oksidacijai kitose ląstelėse. Griaučių raumenų ląstelės yra ne tik vieta, kur laktotas susidaro, bet ir jo šalinimo vieta. Be to, dalis dirbančiuose raumenyse susidariusio laktato ten pat yra suvartojama ir nepatenka į veninį kraują. Kadangi submaksimalaus ir iš dalies didelio intensyvumo pratimų metu, dėl intensyvios glikolizės griaučių raumenyse vyksta laktato gamyba, gliukoneogenezė (gliukozės sintezė iš neangliavandenių), vykstantį kepenyse, yra efektyvus būdas neutilizuoti gliukozės produktus, kad kuo ilgiau būtų išlaikyta kraujo gliukozės homeostazė ir prailginta raumenų glikolizės trukmė. Kepenyse iš naujo pasigaminusi gliukozė gali vėl patekti į kraujotakos sistemą, sugrįžti į raumenis ir sintezuotis į glikogeną. Kai glikolizės galingumas didelis ir reakcijos vyksta labai greitai, mitochondrijos nespėja įjungti laktato į oksidacijos procesus, todėl dalis piruvato virsta laktatu, t.y. pradeda gamintis pieno rūgštis (laktatas). Susidaręs laktatas iš raumenų per kraują patenka į kitus organus - kepenis, inkstus. Čia vyksta gliukoneogenezės reakcija, kurios metu laktatas, dalyvaujant įvairiems fermentams, vėl reakcijoje paverčia jį gliukoze. Jei laktatas nesuvartojamas, tai jo koncentracija raumenyse ir kraujyje didėja. Nepasisavintas laktotas pradeda kauptis kraujyje.

Fizinių pratimų poveikis lipidų apykaitai

Riebalai yra svarbus energijos šaltinis, ypač ilgalaikio fizinio krūvio metu. Fizinių pratimų metu riebalai suskaidomi į riebalų rūgštis ir glicerolį, kurie vėliau panaudojami ATP resintezei.

#

tags: #kada #intensyviai #sportuojant #organizme #prasideda #deguonies