A testmozgás fiziológiája
A testmozgás fiziológiája az emberi testmozgás, vagy fizikai aktivitás, egy mindenütt, szinte mindig előforduló állapot, változatosságában oly gazdag, hogy igazi fiziológiai pihenő állapotot szinte nem is lehet elérni. Egyszerűsítve a vázizmok összehúzódását jelenti, mely fokozott energiaigénye miatt a test összes szervrendszerét aktiválja és befolyásolja. Egy egyszeri epizód (heveny, akut testmozgás) más választ vált ki, mint a többszörös, ismétlődő testmozgás, azaz a testedzés vagy sport.
A mozgásnak több formája van, ez függ a mozgásban részt vevő izomtömeg nagyságától (egy ujj, egy kar, mindkét láb), az erőkifejtés intenzitásától, időtartamától és az izom-összehúzódás minőségétől (izometrikus vagy izotónikus összehúzódás). Ez a sokoldalúság maga után vonja azt a tényt, hogy a mozgás különböző hatást vált ki egy egészséges szervezetben, mint egy betegben, egy fiatal esetében, mint egy idősebb esetében. A testmozgás lehet egészséges, jelentéktelen vagy káros. Hatása az egyén egészségi állapotától függ.
A mozgás "mérése"
szerkesztésA dinamikus testmozgás nem más mint a vázizom (harántcsíkolt izomzat) összehúzódásának (kontrakció) és ellazulásának (relaxáció) ritmikus váltakozása. Mivel egy mozgásban levő izom a szükséges energiát főleg oxidatív metabolizmus során szerzi, a hagyományos, standard eljárás nem más, mint az oxigénfelvétel mérése, szájon keresztül. Minden egyénnek van egy úgynevezett maximális kapacitása, mely 20-szor nagyobb mint a nyugalmi állapotban észlelt oxigénfelvétel. A maximális VO2 csökken a korral, fokozott mozgáshiány valamint magas zsírtömeg esetén. A VO2 segítségével meghatározható az egyén átlagos munkabíró képessége.
Szív és érrendszeri változások
szerkesztésA vérkeringés fokozódik az aktív izomban
szerkesztésA helyi szabályozás biztosítja, hogy csak az aktív, fokozott metabolizmusú izomcsoport kapjon megfelelő vérellátást és oxigénmennyiséget. A szívérrendszeri szabályozást az idegrendszer vérkeringési (kardiovaszkuláris) központja biztosítja. Kezdetben az agy motorikus központja aktiválódik: az összneuronális aktivitás arányos a mozgásban levő izomtömeggel és a mozgás intenzitásával. A motorikus kéregrégió kapcsolatban van a vérkeringési központtal, ezáltal csökkenti a vagális (paraszimpatikus) tónust, ennek következtében nő a szívfrekvencia, valamint átállítja az érfalakban található nyomásérzékelőket (baroreceptorok) egy magasabb aktiválópontra. Amint a mozgás foka tovább növekedik, az izomszövetben tejsav keletkezik, mely az izomban található idegvégződéseket ingerli, ezek jeleket küldve az agyba és fokozva ezáltal a szimpatikus tónust. Ennek ellenére mégsem következik be helyi érszűkület, mivel további helyi tényezők fenntartják az értágulatot és ezáltal a fokozott véráramlatot: csökkent pH, növekedett NO szint, értágító prosztanoidok. A fokozott szimpatikotónia viszont növeli a szívfrekvenciát, a szív összehúzódásának sebességét és erejét, növelve ezáltal a hozamot (cardiac output). A szimpatikus idegrendszer fokozott érszűkítő hatása az izomzat ereit jelentősen nem befolyásolja tehát, de annál inkább igen a többi szervekét: a vese, valamint a bélrendszer szintjén akár 75%-kal is lecsökkenhet a véráramlás, intenzív edzés közben. Az emberi agy viszont nem szenvedhet ekkora csökkenést, erről pedig helyi, autonóm rendszer gondoskodik, így az agy vérellátása folyamatosan állandó szinten marad.
A fokozott szimpatikotónia bizonyos esetekben veszélyes lehet: melegben és vízhiány esetén súlyos hipertermiához és hipotenzióhoz (alacsony vérnyomáshoz) vezethet. Habár a rendszeres edzés biztosíthat bizonyos akklimatizációt, a fentebb említett kondíciók akár profi sportolók számára is veszélyesek lehetnek.
A szív
szerkesztésA megnövekedett vérnyomás, szívfrekvencia és szívizom-összehúzódás fokozza a szívizom oxigén igényét. Ezt a fokozott igényt a koszorúerekben megnövekedett véráramlás elégíti ki, véráramlás, mely 5-szörösére növekedhet a pihenő állapothoz képest. Ezt lokális metabolikus tényezők váltják ki: NO, adenozin, ATP-érzékeny kálium kanálisok aktiválódása. Az oxigén felvétel a koszorúerekben nyugalmi állapotban is magas, edzéskor 80%-ra növekedhet. Egészséges emberekben semmilyen körülmények között nem alakulhat ki szívizom elégtelenség. Hosszú távon a szívizom hozzászokik, adaptálódik a rendszeres mozgáshoz: a szívkamra kitágul (hosszú időintervallumú, ritmikus izotóniás mozgás esetén) vagy megvastagszik a fala (hypertrophia, izometriás mozgás esetén, például a súlyemelés). A rendszeres testedzés javítja az endothelium (szívfal legbelső rétege) válaszreakcióját az adenozinnal szemben. Megőrzi az endothelium értágító funkcióját, ezért ez a hatás számít az egyik, hosszú távon bekövetkezett, legfontosabb változásnak. (Az endothelium a legérzékenyebb az oxigénhiányra és a legkönnyebben infarktizálodó terület)
Zsíranyagcsere
szerkesztésA rendszeres, dinamikus testedzés jó hatással van a zsíranyagcserére (Lipidémia), éspedig növeli a vérben a HDL-t (high density lipoprotein), csökkenti a triglicerideket. Ezek a változások bármilyen korban bekövetkeznek, ha a mozgás rendszeres. A zsírszövet csökkenésével és az inzulin iránti szövetszenzitivitás fokozódásával magyarázható ezen jótékony hatása a mozgásnak. A mozgás fokozza a zsíranyagcserét, valamint a sejtek metabolikus kapacitását, ami a szabad zsírsavak β-oxidációját illeti.
Légzőrendszer
szerkesztésTalán a legkevésbé érintett szervrendszer a légzőrendszer. A széles körökben elterjedt hiedelem, hogy a rendszeres testmozgás javítja a tüdőkapacitást, az téves. A légzőizmok megerősítésére tervezett gyakorlatok is legfőbb 3%-kal javítják ezt. A légzőizmok megedzése által nő az ellenálló képességük a fizikai aktivitással szemben, ezáltal csökkenhet a légszomj érzete.
Bélrendszeri, metabolikus és endokrin válasz
szerkesztésA mozgás hatásai a bélrendszerre még kevésbé ismertek. Ennek ellenére köztudott, hogy fontos szerepet játszik az elhízás és a 2-es típusú diabetes megelőzésében.
Közvetlenül étkezés után nem ajánlott a testmozgás, mivel befolyásolja a nyelőcső motilitását és gastroesophagealis refluxot okozhat. Továbbá a rendszeres mozgás elősegíti a gyomorürítést és fokozza a bélmozgást. Ezek a változások gyorsabb táplálékfeldolgozáshoz és fokozottabb étvágyhoz vezetnek. A vastagbél ürülését fokozva és ezáltal a káros, toxikus anyagok kiürítését elősegítve, csökkentheti a vastagbélrák rizikóját. Edzés közben csökkenhet a víz, glükóz és elektrolitek felszívódása, akut hasmenéses epizód profi sportolóknál is előfordulhat. Emésztési rendellenesség azonban egészséges embereknél soha nem lép fel.
Az elhízás gyakori orvosi probléma a mai társadalomban. Az elhízás egyenes út a magas vérnyomás, szívbetegségek (koszorúér atherosclerosisos megbetegedése, szívelégtelenség) és a cukorbetegség felé. A rendszeres testedzés sokkal többet ér, mint bármilyen diéta egymagában. Ennek ellenére a legnagyobb probléma a gyakorlatban továbbra is az emberek együttműködésének hiánya marad, több mint 50%-a feladja, még a rövid programú edzésterveket is.
Az izomszövet "mindenevő", a mozgás intenzitása, időtartama, az egyén edzettsége, a szövet metabolikus kapacitása és a tápanyag hozzáférhetősége határozza meg az energiaforrást. Rövid időtartamú mozgás esetében a makroerg foszfátok (ATP és kreatininfoszfát)raktárkészlet elégséges, hosszabb idejű edzés esetében viszont beindul a glikolízis, amely az anaerob metabolizmus egyik formája és melynek során, melléktermékként, tejsav keletkezik. A glikolízishez szükséges szénhidrátok az izomszövetben tárolt glikogénből (később a májraktárokban levőből) és a vérben keringő glükózból származnak. Azok a tényezők, melyek növelik a szénhidrátok hozzáférhetőségét, növelik az ellenálló képességet is. Ezek a tényezők: az edzést megelőzően elfogyasztott szénhidrátok, edzés közben orálisan bevitt szénhidrátok, sejtadaptáció a rendszeres edzés miatt, amely javítja a szabad zsírsavak β-oxidációját. Hipoglikémia egészséges szervezetben nagyon ritkán alakul ki.
A kialakult szimpatikotónia végett csökken az inzulintermelés, ennek ellenére az izomban megnövekedik a glükózfelvétel. Az inzulin csökkenése a vérben maga után vonja újabb inzulinreceptorok megjelenését az inzulindependens szövetek sejtjeinek felszínén (up-regulation), így fokozódik az inzulin iránti szenzitivitás, megelőzve a 2-es típusú diabetest, valamint magyarázva a mozgás elengedhetetlen fontosságát 2-es típusú diabetes kezelésében.
Források
szerkesztés- Rodney A. Rhoades, Ph.D., David A. Bell, Ph.D. Lippincott's Medical Phisiology, 3Ed, Chapt 29, p.567-580, 2009
- ACP (American College of Physicians) Medicine, Harvey B. Simon, M.D. - Chapt 4. Diet and Exercise, 2005