Langfristiges exergonisches System: das aerobe System

Herausgegeben von Dr. Stefano Casali

Aerober Stoffwechsel

Dieser Name ist dem Reaktionskomplex der Elektronentransportkette und der oxidativen Phosphorylierung vorbehalten. Dieser Begriff an sich ist in gewisser Weise irreführend, da Sauerstoff nicht direkt an der ATP-Synthese beteiligt ist, aber gerade die Verfügbarkeit von Sauerstoff am Ende der Atmungskette bestimmt die Fähigkeit des Individuums, einen hoher aerober Stoffwechsel. .

Oxidative Reaktionen sind aufgrund der großen Energiemenge, die aus dem oxidativen Abbau der körpereigenen Kalorienspeicher (Fette, Kohlenhydrate) gewonnen werden kann, die mit Abstand wichtigsten Prozesse für Energiezwecke. Die maximale Leistung, die der Organismus allein aufgrund oxidativer Prozesse entwickeln kann, wird in gewissen Grenzen nicht durch die Verfügbarkeit des Brennstoffs bestimmt, sondern durch den Brennstoff, d Muskeln (VO2max) Arbeitsintensitätsbereich Der Sauerstoffverbrauch (VO2), der 3 bis 5 Minuten nach Arbeitsbeginn erreicht wird, ist eine zunehmende Funktion der Arbeitsintensität. Unter diesen Bedingungen kann die Arbeit über längere Zeiträume (über 10 Minuten) ohne weitere signifikante VO2-Erhöhung fortgesetzt werden. Diese Bedingungen gelten traditionell als aerob und der 3 bis 5 Minuten nach Arbeitsbeginn erreichte VO2 wird als "Steady State" (VO2S)-Wert definiert.

Maximale aerobe Leistung (VO2max)

Die Menge an Sauerstoff, die der Körper aufnehmen muss, wird durch das zelluläre Stoffwechselniveau reguliert.

Grundstoffwechsel: Mindestmenge, die zur Befriedigung lebenswichtiger Bedürfnisse erforderlich ist;

Maximaler Sauerstoffverbrauch: maximale individuelle Grenze, die der Körper aufgrund von oxidativen Stoffwechselprozessen ausdrücken kann. Sie wird als Absolutwert (l/min) oder bezogen auf das Körpergewicht (ml/kg/min) oder die Magermasse (ml/kg magere Masse/min) ausgedrückt.

EINSTELLUNG UND TRANSPORT VON SAUERSTOFF

Die Aufnahme und der Transport von Sauerstoff aus der äußeren Umgebung in die innere Umgebung der Zellen erfordert Folgendes:

Dell "Atemsystem (Gasaustausch mit der Außenseite);
Blut (wegen seines Hämoglobingehalts, der Träger von O2 ist, und wegen seiner anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften);
Dell "Herz-Kreislauf-System (Transport von Gasen und Materialien, die für Energiezwecke verwendet werden können; Anpassung des Kreislaufs an die allgemeinen und lokalen Bedürfnisse des Körpers);

Es hängt auch davon ab:

aus den anatomischen, physiologischen und biochemischen Eigenschaften der Strukturen der Effektororgane, Elemente, die den Gasaustausch zwischen Zellen und Blutkapillaren beeinflussen.

Faktoren, die die maximale aerobe Leistung begrenzen (in Gegenwart eines Überschusses an oxidativem Substrat)

Lungenfaktoren:

Alveoläre Belüftung;
Diffusionskapazität von Atemgasen, insbesondere von O2.

Blutfaktoren:

Transportkapazität von O2 und CO2 durch das Blut.

Herz-Kreislauf-Faktoren

Herzstrahl, Q;
Peripherer Kreislauf, insbesondere Muskelkreislauf, Qm.

Gewebefaktoren

Die Diffusionskapazität des O2 von den Kapillaren zur Zelle und umgekehrt, des CO2 von der Zelle zum Blut;
Fähigkeit, O2 durch Gewebe zu verwenden.

Maximale aerobe Kraft: das sitzende Subjekt

VO2 max kann als absoluter Wert (l/min) oder relativ zum Körpergewicht (ml/kg/min) ausgedrückt werden. Die Daten bei gesunden Erwachsenen schwanken zwischen 40-50 ml/kg/min, da es bei den Geschlechtseinflüssen einen signifikanten Unterschied zwischen Männern und Frauen gibt, diese haben einen absoluten Wert (L/min) im Durchschnitt 30% niedriger als dieser von Männchen. Der Unterschied zwischen den Geschlechtern verschwindet tendenziell (3-4%), wenn sich der Wert auf (magere) Muskelmasse bezieht; Dies deutet darauf hin, dass die geringere aerobe Kraft der Frauen nicht nur auf die geringere Körpermasse, sondern auch auf den höheren Fettanteil zurückzuführen ist. Der Restunterschied von 3-4% kann durch eine andere Hämoglobinkonzentration des Blutes erklärt werden, die bei der Frau um 5-10% niedriger ist als die beim Mann.

Maximale aerobe Power: der Athlet

Die Höchstgrenze von VO2 max scheint bei etwa 90 ml / kg / min zu liegen; die Athleten, die sich durch die höchsten Werte auszeichnen, sind Langläufer, unabhängig von der ausgeübten Spezialität (Skifahren, Laufen oder Radfahren). Unabhängig von der ausgeübten Disziplin erscheint jedoch der Wert von VO2 max, ausgedrückt pro Körpergewichtseinheit, beim Sportler signifikant höher als bei der sitzenden Person.Ein signifikanter Unterschied besteht zwischen den gefundenen Werten zwischen Sportlern, die verschiedene Spezialisierungen ausüben. So ist beispielsweise der VO2 max von Marathonläufern, ausgedrückt in absoluten Werten, niedriger als der von Ruderern, die sich im Durchschnitt durch eine größere Körpermasse auszeichnen Ruderer verbrauchen keine Energie, um ihren Körper zu transportieren, der durch das Wasser unterstützt wird Werkzeugsport, so dass sie keine Arbeit gegen die Schwerkraft leisten müssen (Körpergewicht kommt nicht als leistungsbegrenzender Faktor ins Spiel). Der Läufer hingegen, da er fast die gesamte Arbeit gegen die Schwerkraft verrichtet, benötigt eine „hohe Energieleistung pro kg Körpergewicht und hat nicht unbedingt hohe Absolutwerte. Der Radfahrer befindet sich in einer Zwischensituation, je nachdem, ob die Strecke auf der Ebene oder bergauf durchgeführt wird.

Physiologische Grundlage für eine hohe aerobe Kraft

Der maximale Herzwurf (Q "max) ist die Grundvoraussetzung, um ein hohes VO2 max-Niveau erreichen zu können; er kann beim Sportler 40L / min erreichen, gegenüber einem Wert von 22-25 L / min bei sitzenden und in der Nichtsportler Andere wichtige Variablen sind diejenigen, die mit dem maximalen Sauerstoffausnutzungskoeffizienten im Muskel verbunden sind, der im Muskel des trainierten Athleten Werte nahe 0,9 erreichen kann, wahrscheinlich dank:

zu einer gleichmäßigeren Perfusionsverteilung, die sich aus einer Zunahme (+ 20 %) der Schnittfläche der Kapillaren pro Muskelflächeneinheit ergibt;

zu einer Erhöhung der Aktivität einiger mitochondrialer Enzyme, insbesondere der Succinodehydrogenase (SDH), auch in Bezug auf das unterschiedliche Verhältnis zwischen langsamen und schnellen Muskelfasern.