نظام exergonic طويل المدى: النظام الهوائي

حرره الدكتور ستيفانو كاسالي

التمثيل الغذائي الهوائي

هذا الاسم محجوز لمجمع تفاعلات سلسلة نقل الإلكترون وللفسفرة المؤكسدة. بمعنى ما ، هذا المصطلح في حد ذاته مضلل ، حيث أن الأكسجين لا يشارك مباشرة في تخليق ATP ؛ ومع ذلك ، فإن توافر الأكسجين بالضبط ، في نهاية سلسلة الجهاز التنفسي ، هو الذي يحدد قدرة الفرد على الحفاظ على التمثيل الغذائي الهوائي العالي.

تعتبر التفاعلات التأكسدية من أهم العمليات لأغراض الطاقة ، نظرًا للكمية الكبيرة من الطاقة التي يمكن تطويرها من التحلل التأكسدي لمخازن السعرات الحرارية في الجسم (الدهون والكربوهيدرات). إن القدرة القصوى التي يمكن أن يطورها الكائن الحي على أساس العمليات المؤكسدة وحدها لا تُفرض ، ضمن حدود معينة ، من خلال توافر الوقود ، بل بالأحرى عن طريق المحتش ، أي بأقصى قدر ممكن من الإمداد بالأكسجين إلى العضلات (VO2max) نطاق شدة العمل استهلاك الأكسجين (VO2) ، الذي وصل إلى 3 إلى 5 دقائق بعد بدء العمل ، هو وظيفة متزايدة لكثافة العمل. في ظل هذه الظروف ، يمكن أن يستمر العمل لفترات طويلة جدًا (أكثر من 10 دقائق) دون أي زيادة كبيرة أخرى في VO2. تعتبر هذه الظروف تقليديًا هوائية ، ووصول VO2 إلى 3 إلى 5 دقائق بعد بدء العمل يتم تعريفه على أنه قيمة "الحالة الثابتة" (VO2S).

أقصى قوة هوائية (VO2max)

يتم تنظيم كمية الأكسجين التي يجب أن يأخذها الجسم من خلال مستوى التمثيل الغذائي الخلوي.

التمثيل الغذائي الأساسي: الحد الأدنى من الكمية اللازمة لتلبية الاحتياجات الحيوية ؛

استهلاك الأوكسجين الأقصى: الحد الأقصى للفرد الذي يمكن أن يعبر عنه الجسم على أساس عمليات التمثيل الغذائي التأكسدي. يتم التعبير عنها بالقيمة المطلقة (لتر / دقيقة) أو فيما يتعلق بوزن الجسم (مل / كجم / دقيقة) أو الكتلة الخالية من الدهون (مل / كجم كتلة هزيلة / دقيقة).

توظيف ونقل الأوكسجين

يتطلب تناول الأكسجين ونقله من البيئة الخارجية إلى البيئة الداخلية للخلايا ما يلي:

Dell "الجهاز التنفسي (تبادل الغازات مع الخارج) ؛
الدم (لمحتواه من الهيموجلوبين ، الذي يحمل O2 ، ولخصائصه الفيزيائية والكيميائية الأخرى) ؛
Dell "نظام الدورة الدموية للقلب (نقل الغازات والمواد التي يمكن استخدامها لأغراض الطاقة ؛ تكييف الدورة الدموية مع الاحتياجات العامة والمحلية للجسم) ؛

يعتمد أيضًا على:

من الخصائص التشريحية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية لهياكل أعضاء المستجيب ، العناصر التي تؤثر على التبادل الغازي بين الخلايا والشعيرات الدموية.

العوامل التي تحد من القدرة الهوائية القصوى (في وجود فائض من الركيزة المؤكسدة)

عوامل الرئة:

تهوية سنخية
قدرة انتشار غازات الجهاز التنفسي ، وخاصة غاز O2.

عوامل الدم:

قدرة نقل O2 و CO2 عن طريق الدم.

عوامل الدورة الدموية القلبية

طائرة القلب ، Q ؛
الدورة الدموية المحيطية ، وخاصة الدورة الدموية العضلية ، قم.

عوامل الأنسجة

قدرة انتشار O2 من الشعيرات الدموية إلى الخلية والعكس بالعكس ، من CO2 من الخلية إلى الدم ؛
القدرة على استخدام O2 عن طريق الأنسجة.

القوة الهوائية القصوى: الموضوع المستقر

يمكن التعبير عن VO2 max كقيمة مطلقة (L / min) أو بالنسبة لوزن الجسم (mL / kg / min). تختلف البيانات المتعلقة بالبالغين الأصحاء بين 40-50 مل / كجم / دقيقة ، أما بالنسبة لتأثيرات الجنس فهناك فرق كبير بين الذكور والإناث ، فهذه لها قيمة مطلقة (لتر / دقيقة) بمتوسط 30٪ أقل من ذلك. من الذكور. يميل الفرق بين الجنسين إلى التلاشي (3-4٪) عندما تشير القيمة إلى كتلة العضلات (الهزيلة) ؛ يشير هذا إلى أن القوة الهوائية المنخفضة للمرأة لا ترجع فقط إلى انخفاض كتلة الجسم ولكن أيضًا إلى النسبة المئوية الأعلى للدهون. يمكن تفسير الفرق المتبقي البالغ 3-4٪ بتركيز هيموجلوبين مختلف في الدم ، والذي يكون عند الأنثى أقل بنسبة 5-10٪ من تركيزه في الذكر.

القوة الهوائية القصوى: الرياضي

يبدو أن الحد الأقصى لـ VO2 max يبلغ حوالي 90 مل / كجم / دقيقة ؛ الرياضيون المتميزون بأعلى القيم هم المتزلجين عبر البلاد ، بغض النظر عن التخصص الذي يمارسونه (التزلج أو الجري أو ركوب الدراجات). ومع ذلك ، بغض النظر عن الانضباط الممارس ، فإن قيمة VO2 max ، معبرًا عنها لكل وحدة من وزن الجسم ، تظهر أعلى بشكل ملحوظ في الرياضي عنها في موضوع الجلوس. تم العثور على فرق كبير بين القيم الموجودة بين الرياضيين الذين يمارسون تخصصات مختلفة. على سبيل المثال ، VO2 max لعدائي الماراثون ، معبرًا عنه بالقيم المطلقة ، أقل من تلك الخاصة بالمجدفين ، الذين يتميزون في المتوسط بكتلة جسم أكبر. لا يستخدم المجذفون الطاقة لنقل أجسامهم ، والتي تدعمها المياه من خلال أداة.الرياضة ، لذلك لا يتعين عليهم القيام بأي عمل ضد الجاذبية (لا يلعب وزن الجسم دورًا كعامل يحد من الأداء). من ناحية أخرى ، فإن العداء ، نظرًا لأنه يقوم بجميع الأعمال تقريبًا ضد الجاذبية ، يتطلب "أداء طاقة عالي لكل كيلوغرام من وزن الجسم وليس بالضرورة أن يكون له قيم مطلقة عالية. يكون الدراج في وضع متوسط اعتمادًا على ما إذا كان المسار يتم تنفيذها على المنحدرات أو صعودًا.

الأساس الفسيولوجي لقوة هوائية عالية

الحد الأقصى لرمي القلب (Q "max) هو المطلب الأساسي لتكون قادرًا على تحقيق مستوى عالٍ من VO2 كحد أقصى ؛ يمكن أن تصل إلى 40 لترًا / دقيقة في الرياضي ، مقابل قيمة 22-25 لتر / دقيقة في الجلوس وفي غير الرياضيين.المتغيرات المهمة الأخرى هي تلك المرتبطة بأقصى معامل استخدام للأكسجين في العضلات والتي يمكن أن تصل إلى قيم قريبة من 0.9 في عضلة الرياضي المدرب ، وربما يرجع ذلك إلى:

إلى توزيع أكثر اتساقًا للنضح الناتج عن زيادة (+ 20٪) من سطح مقطع الشعيرات الدموية لكل وحدة من سطح العضلات ؛

إلى زيادة نشاط بعض إنزيمات الميتوكوندريا ، وخاصةً succinodehydrogenase (SDH) أيضًا فيما يتعلق بالنسب المختلفة بين الألياف العضلية البطيئة والسريعة.