Noiuni introductive de biochimie
Biochimia este un domeniu al studiului vieii. Obiectul ei const
n cercetarea fenomenelor vieii, cu ajutorul metodelor chimice.
Biochimia are dou domenii principale:
a) biochimia descriptiv;
b) biochimia dinamic.
Biochimia descriptiv se ocup de cunoaterea naturii chimice a
prilor componente ale celulei i se identific n linii mari cu chimia
substanelor naturale.Simpla descriere a substanelor chimice ar
oferi ns o imagine static, un instantaneu al celulei vii sau al
organismului viu, fiind astfel improprie obiectivului de a cerceta
fenomenele vieii. Dinamica fascinant a celulei vii, permanenta ei
modificare, reprezint o caracteristic proprie vieii, iar studiul
transformrilor chimice care au loc n interiorul ei constituie
obiectul biochimiei dinamice.
Biochimia modern este aadar, n primul rnd, biochimia dinamic.
Prin aceasta trebuie s nelegem nti fenomenele metabolismului,
transformarea i catabolismul alimentelor n scopul obinerii energiei
chimice i al sintezei substanei proprii celulei.
Aceste reacii au loc sub aciunea catalitic a enzimelor, al cror
studiu constituie un capitol larg al biochimiei.
Prin metabolism se nelege schimbul de substane care are loc ntre
organism i mediul nconjurtor (adic schimbul dintre protoplasm i
substanele din mediul exterior), precum i ansamblul transformrilor
fizico-chimice, care au loc la nivelul fiecrei celule.
Totalitatea acestor reacii fizico-chimice, care se petrec la
nivelul fiecrei celule dup absorbia substanelor alimentare i pn la
obinerea de produse finale precum i totalitatea acestei succesiuni
de produse intermediare i de modificri chimice i fizico-chimice,
care intervin n schimburile dintre protoplasm i substanele din
mediul exterior, constituie metabolismul intermediar.
Metabolismul intermediar al organismului se manifest n dou forme
antagoniste i independente de anabolism i catabolism.
Prin anabolism se nelege ansamblul transformrilor chimice, care
reprezint fenomene de sintez n organism, adic fenomene de
construcie. Procesele anabolice (de asimilaie) sunt n general
procese chimice ce se petrec cu consum de energie, din care cauz
sunt definite ca procese endotermice sau endergonice. Ele folosesc
energia eliberat n reaciile catabolice.
Totalitatea fenomenelor de degradare, care au loc n organism,
poart numele de fenomene de catabolism.
Catabolismul are rolul de a asigura organismului energia necesar
funciilor sale vitale, cum sunt de exemplu, fenomenele de
construcie a edificiului atomic.
Metabolismul energic este constituit din totalitatea
modificrilor energetice care nsoesc metabolismul intermediar.
n anabolism asistm la un proces de asimilare, de transformare a
materiei nevii n materia vie; n catabolism, asistm la un proces
invers, de dezasimilaie, de transformare a materiei vii n materie
nevie.
Prin metabolism, materia vie se afl ntr-o continu rennoire.
Viaa nu poate exista deci n afara metabolismului.Compoziia
elementar i sumar a organismuluiCercetrile referitoare la compoziia
elementar a materiei vii au artat prezena, n primul rnd, a
urmtoarelor 12 elemente: C, H, O, N, S, P, Cl, Ca, Mg, K, Na i Fe.
Ele intr n organism n proporie de 99,0% din masa organismului i se
numesc macroelemente. Din cauz c intr n alctuirea masei
organismului n proporie de 99,0% se mai numesc elemente plastice.n
afar de macroelemente, n alctuirea organismului intr n proporie de
1% alte elemente, care se afl n cantiti foarte mici, n limita unei
sutimi sau miimi de miligram pentru fiecare, ele au fost numite
microelemente sau oligoelemente.
Macroelementele i microelementele formeaz mpreun familia
elementelor biogene.
n organismul viu, elementele plastice se gsesc sub form de
diferite combinaii ca:a. apa care constituie un factor important de
legtur ntre organism i mediu, servete la meninerea presiunii
osmotice i la reglarea concentraiei ionilor de hidrogen i de
hidroxil n organism.
Are rol chimic, provocnd fenomene de hidratare, de hidroliz, de
oxido-reducere i de sintez;b. srurile minerale despre al cror rol
vom discuta la metabolismul mineral;
c. substane organice plastice, care sunt elemente de construcie
anatomic ale organismului: glucidele, lipidele i protidele.
d. substane organice active (catalizatori biochimici) care apar
n organism n cantitate foarte mic i provoac transformri chimice pe
care le sufer substanele plastice sau determin diferite procese
fiziologice (vitaminele, enzimele, hormonii, acizii nucleici i
unitile lor structurale . a.);
e. produse intermediare i finale de metabolism care se acumuleaz
sau se elimin din organism.
O evaluare procentual n greutate a diferitelor componente ale
unui individ adult, efectuat cu aproximaie bun, ofer urmtoarea
proporie a elementelor plastice: ap 61,6%, proteine, lipide 13,8%
sruri minerale 8,1% i glucide 1,5%. Aceste elemente nu sunt toate
la fel de importante. Lipidele, de exemplu, se pot reduce pn la o
zecime din valoarea lor fr riscuri deosebite, n timp ce proteinele
nu pot fi reduse peste 14%. Nici glucidele nu pot fi reduse sub
valoarea de 1,2% n greutate fr a avea grave consecine asupra
sntii.Apa i bioelementele
Definitie. Generalitati
Componentele moleculare ale organismului uman difer prin
structura i funcia pe care o indeplinesc in cadrul celulei si se
impart in:
Biomolecule anorganice : apa si compusii biominerali (saruri
minerale)
Biomolecule organice : proteine, glucide, lipide, enzime,
hormoni, vitamine, compusi macroergici (ATP)etc.
In medie organismul uman adult este compus din 55% apa, 19%
proteine, 19% lipide, 7% compusi anorganici, sub 1% carbohidrati si
sub 1% acizi nucleici.
PROPRIETATILE APEI IN ORGANISM
Apa este solventul vietii, indeplinind in organism numeroase
roluri biologice :
Rol structural -intra in compozitia celulelor si
tesuturilor,
este solventul si mediul de transport al unor substante
nutritive si produsi de excretie rezultati din metabolism.
este mediul care favorizeaza miscarea moleculelor intre diferite
compartimente celulare si favorizeaza interactiunea dintre ele
este de asemenea un metabolit universal fiind fie reactant fie
produs de reactie in diferite procese biochimice fundamentale
(reactiile de hidroliza)
Participa la mentinerea homeostaziei organismului (homeostasis
proces prin care organismul mentine constantele mediului intern in
limitele fiziologice)
Participa la termoreglareCONTINUTUL SI REPARTITIA APEI IN
ORGANISM
Apa reprezinta aproximativ 50-60% din greutatea corpului adult,
prezentand variatii in functie de sex si varsta.
La copii aceasta poate sa reprezinte pana la 75% din greutatea
corporala, scazand cu varsta sau in obezitate, putand ajunge pana
la 45%, deoarece grasimea are relativ putina apa asociata.
Femeile au un procent de apa mai mic decat barbatii (50%),
persoanele in varsta au si ele un procent mai mic comparativ cu
tinerii.Continutul apei in organism
repartitia apei in organism este neuniforma, ea fiind in
proportii variate in diferite organe sau lichide.
astfel tesuturile contin aproximativ 80% apa iar scheletul
20%.
lichidele organismului contin intre 96 si 99% apa, cu exceptia
sangelui (73-80%).
Saliva contine 99,5% apaCompozitiachimicaa dintelui
Smaltul dentar 96% hidroxiapatita, 4% Apa si
substanteorganiceDentina 70% minerale (hidroxiapatitasifosfatde
calciu), 20% substante organice, 10% apa
Cementul 45% minerale (hidroxiapatita), 33%
substanteorganice(proteine), 22% apa
Proprietile apei n organism
Importanta deosebita a apei pentru fiintele vii se datoreaza
proprietatilor deosebite ale apei, ce fac din aceasta o substanta
unica:
1.Apa ca solvent :
-natura dipolara a moleculei de apa si capacitatea acesteia de a
forma legaturi de hidrogen stau la baza proprietatii apei de
solvent universal.
-substantele ionice (sarurile minerale) sau substantele polare
(glucide, alcooli etc) se numesc substante hidrofile si se dizolva
cu usurinta in apa,
-substantele polare si nepolare (amfipatice) se vor dispersa in
apa formand agregate numite micele de forma globulara in care
moleculele amfipatice sunt orientate cu partea hidrofila la
exterior si partea hidrofoba la interior, permitand dispersia lor
in mediul apos al organismului.
2. Apa si termoreglarea:
-Prezinta capacitate termica mare: poate primi sau ceda caldura
fara a-si schimba propria temperatura.
-Conductivitatea termica mare a apei faciliteaza disiparea
caldurii rezultate in organe cu metabolism intens precum creierul,
in sange si pool-ul de apa al organismului.
-Ca urmare a incalzirii apa se transforma in vapori si eliminata
la suprafata tegumentelor, avand senzatia de rece.
-Evaporarea a 1L de apa prin piele si prin respiratie face sa se
piarda 580Kcal din caldura organismului (25%).
-In consecinta supraincalzirea organismului este preantampinata
de caldura mare de vaporizare a apei, asigurand desfasurarea
normala a proceselor in organism.Compartimentele fluidelor in
organism
Exista doua compartimente:
Compartimentul intracelular : care contine 60%din apa totala din
organism
Compartimentul extracelular : 40% din apa totala a
organismului
apa plasmatica
apa interstitiala
apa transcelulara (secretia gastro-intestinala, urina, sudoarea,
lichidele care strabat peretele capilar acestea fiind responsabile
de cresterea presiunii hidrostatice sau de inflamatie. )
Echilibrul apei in organism
In ciuda variatiilor dintre aportul de apa prin ingestie
(lichide si alimente) si cea rezultata din metabolism, organismul
mentine in limite constante nivelul apei din organism.
Variatiile zilnice ale volumului total al apei din organism sunt
sub 1% din greutatea corporala, acest lucru dovedind faptul ca
exista in permanenta un echilibru intre apa ingerata si cea
excretata.
Cantitate ingerata = cantitate excretata
Acest echilibru (homeostazia lichidelor organismului) este
posibil datorita:
controlului hipotalamic-la acest nivel se gaseste centrul
setei,
mecanismelor de reglare de la nivel renal regleaza volumul
urinar pentru a compensa variatiile pierderilor sa ingestiei de
apa
si mecanismelor de reglare hormonale (vasopresina,
aldosteronul)-monitorizeaza volmul sanguin si osmolaritatea prin
mecanisme ce controleaza edemele si balanta sodiului si a apei.
Vasopresina creste reabsorbtia apei la nivelul tubilor renali.
Aldosteronul scade eliminarea ionilor de sodiu si creste eliminarea
ionilor de potasiu si hidrogen la nivel renal.Din cei 1500ml de
urina (diureza/24ore) o cantitate de 500ml se pierde obligatoriu,
reprezentand volumul necesar pentru a excreta incarcarea
osmolara.
Acest volum minim obligatoriu creste o data cu nevoia de a
excreta solviti (aport proteic crescut)
Piederea obligtorie totala de apa este de 1,5l pentru o persoana
sanatoasa in conditiile unei clime temperate si activitate
moderataAceasta pierdere poate fi crescuta cu 500ml/zi datorita
climei calde, 500-1500ml/zi in febra, diaree, vomismente
Necesarul zilnic de apa
Stiind ca pierderea totala obligatorie in cazul unei persoane
sanatoase este de 1,5l si ca 400ml de apa provin din metabolism,
necesarul zilnic de apa este de 1500 400 = 1100 ml de apa
Acest aport trebuie suplimentat in cazul unei clime calde,
transpiratii abundente, efort fizic, diaree, vasaturi, febra.
In unele boli renale necesarul de apa este apreciat la
3000ml/zi
Aportul de apa trebuie respectat cu strictete, variatii ale
echilibrului hidric de numai 1-2%, conduce in mod inevitabil la
boli grave sau chiar moarte.
Tulburri ale metabolismului apei
Excesul sau deficitul de apa din organism afecteaza atat
compartimentul intracelular cat si pe cel extracelular.
Simptomele care apar se datoreaza modificarilor starii de
hidratare a celulelor.
1.Deficitul de apa (depletia de apa)
-apare in conditiile unui aport scazut de apa (pacienti
varstnici sau inconstienti) asociat cu o pierdere crescuta de
apa:
-Diaree, varsaturi, Insuficienta renala, pierderi la nivelul
tegumentelor (arsura, transpiratii abundente)Depletia de apa
-Deficitul de apa se poate calcula prin raportare la valoarea
sodiului plasmatic: o pierdere de 6l de apa duce la o crestere cu
20mmol/l a concentratiei Na plasmatic.
Simptomele depletiei de apa : nu sunt specifice;
-sete, senzatie de gura uscata, confuzie
-scaderea volumului de apa din compartimentul extracelular
stimuleaza sistemul nervos simpatic: vasocontrictie,
tahicardieTerapie de rehidratare :
-administrare orala de apa, suficienta pentru a compensa
pierderea
-administrarea i.v. de solutii hidroelectrolitice: ser
fiziologic (depletia de volum), glucoza 5%Excesulde apa
Cauze: insuficienta renala, administare parenterala excesiva,
hipersecretia de ADH.
Simptome: varsaturi, cefalee, oboseala musculara
etcBioelemente
99% din masa corpului uman este alcatuita din elemente ce intra
in constitutia substantelor organice: C,H,N,P,O,S si din Ca2+.
0,75% reprezinta Potasiu(K), sulf(S) si clor(Cl)
Fluorul(F) nu este necesar pentru viata dar se gaseste la
nivelul oaselor si dintilor fiind cunoscut rolul sau in prevenirea
cariei dentarePrincipalele minerale
Fosforul(P) alaturi de calciu reprezinta cel mai abundent
mineral din organismul uman. Aceste 2 elemente contribuie impreuna
la dezvoltarea si osificarea normala a oaselor si dintilor.
85% este prezent in oase si dinti dar este intalnit si la
nivelul celulelor si tesuturilor ajutand la eliminarea deseurilor
metabolice la nivelul rinichiului si la obtinerea energiei necesara
organismului. Este implicat in procesele de crestere, mentinere si
reparare tisulara, este constituent al acizilor nucleici.
Surse: lapte, cereale, oua, branza, carne de pui etc
Necesar zilnic: 800-1200 mgHidroxiapatita
Hidroxiapatita este componenta majoritara a smaltului dentar.
Fluoruldin apa creste rezistenta dintilor prin transformarea
hidroxiapatitei intr-un compus cu duritate mai mare numit:
fluoroapatita.Ca5(PO4)3OH + F- Ca5(PO4)3F + OH-Reglarea
fosforului
Absorbtia are loc la nivelul intestinului subtire
Vitamina D creste absorbtia fosfatului
Hormoni precum calcitonina si parathormonul regleaza
metabolismul fosforului. Calcitonina scade concentratia serica de
calciu si fosfor iar parathormonul (PTH) determina cresterea
concentratiei serice a calciului si scaderea concentratiei
fosforuluiPatobiochimie
Deficitul de fosfor: afecteaza calitatea oaselor si dintilor,
produce anomalii celulare
Hiperfosfatemia: afectiuni renale, distrugeri tisulareCalciu
-Bioelement principal
-Alaturi de P se gaseste in oase si dinti sub forma de
hidroxiapatita, fosfati, carbonati si alte saruri
-Creste excitabilitatea musculara
-Are rol in coagulare
-Activeaza unele enzime
-Mentine permeabilitatea si integritatea membranelor
celulare
-Este mesager secundar intracelular cu rol in semnalizare
Necesarzilnic: 800-1200mg
Surse: produselactate, fasole, vegetaleCalciul (Ca2+)
Hipocalcemia: hipovitaminoza D, hipoparatiroidism, deficit de
Magneziu
Clinic: Semnul Cvostek si Trousseau pozitive;
-parestezii, tentanie, crampe musculare, convulsii
-Rahitism la copii si dentitie intarziata, osteoporoza la
adult
Hipercalcemia: hipervitaminoza D, medicamentele (diuretice,
blocanti ai canalelor de calciu, litiul)
Clinic: calculi renali, IR, manifestari cardio-vasculare
(aritmii, HTA, modificari EKG), manifestari neurologice (modificari
de personalitate, oboseala, slabiciune, modificarea capacitatii de
concentrare)Magneziu
50-60% din cantitatea totala de magneziu se gaseste la nivelul
oaselor si dintilor. Restul se gaseste la nivel intracelular. La
nivelul dintilor nu intra in compozitia hidroxiapatitei ci se
gaseste sub forma de fosfat sau carbonat de magneziu.
Deficienta de magneziu la animale conduce la scaderea
rezistentei oaselor si la deficit in dezvoltarea oaselor si
dintilor, stabilindu-se astfel o relatie directa intre sanatatea
dintilor si aportul de magneziu prin dieta.
Surse de Mg, sunt: leguminoasele uscate, nuci, alune, cacao,
ceai, smochine, cerealeintegrale(grau, ovaz, orz), ca si vegetalele
verzi, inchise la culoare (salata, spanac, ceapa verde, urzici); de
asemenea apele minerale contin magneziu
Necesarul zilnic: 270-400mg
Fluor
Ca5(PO4)3F-fluorapatite-dinti si oase
Compusi cu fluor( NaF) pasta de dinti si apa cu fluor sunt
utilizate pentru prevenirea cariei dentare
Surse: apa potabila, ceai, alimente de origine marina, pasta de
dinti
Necesar zilnic: 1,5-4mg
Deficitul de fluor favorizeaza aparitia cariei dentareFluor
(F)
Excesul de F-fluoroza-distrugerea dintilor. Fluoroza dentar este
o afeciune datorat administrrii pe cale general a unei cantiti prea
mari de fluor n perioada de formare a dinilor, care duce la
colorarea smalului cu linii fine glbui, puncte albe pn la pete
maronii
Fluoroza dentar evolueaz n perioada de formarea dinilor, la
copiii mici (pn njurul vrstei de 6 ani). Apa de but cu un coninut
mare de fluor poate cauza defecte i discromii ale smalului
Alte minerale esentiale pentru organismul uman
Sodiul(Na) este principalul cation din fluidul extracelular
-regleaza volumul plasmatic, echilibrul acido-bazic, functia
nervoasa si cea musculara
-Concentratia sodiului in organism este reglata de
aldosterona
-Necesarulzilnic : 1100-3300 mg
-Surse: sare(NaCl), carne de vita, carne de pui, sfecla,
morcovi
-Excesul de Na conduce la hipertensiune la persoanele
susceptibileAlte minerale esentiale pentru organismul uman
Potasiu(K) este principalul cation din fluidul intracelular ce
participa in activitatea nervoasa si musculara.
Concentratia de potasiu este reglata de aldosteron
Surse: vegetale, fructe, cereale
Necesar zilnic: 1875-5625 mg
Deficitulde potasiu: dupa administrarea de diuretice. Se
manifesta prin scaderea tonusului muscular, paralizii, confuzii
mentale
Excesul de potasiu: scaderea frecventei cardiace pana la stop
cardio-respiratorAlte minerale eseniale pentru organismul uman
Zincul(Zn)este cofactor pentru unele enzime, participa la
vindecarea ranilor, apararea imuna, controleaza contractia
muscularaNecesrul zilnic: 12-15 mg
Surse: carne, oua, lapte, cereale, drojdie de bere
Deficienta: intarzierea cresterii si a vindecarii ranilor,
alterarea gustului si mirosului
Zincul este continut in pasta de dinti alaturi de triclosan i
previne formarea placii bacterieneIodul(I)-este constituent al
hormonilor tiroidieni, element important pentru o crestere si
dezvoltare normala, asigura sanatatea parului, unghiilor si
dintilor
Surse: sarea iodata, animale marine.
Necesar zilnic: 150g
Deficitulde iod: la copii-cretinism
La adult: gusa,
Excesul de iod: tireotoxicoza
Cobaltul-constituent al vitB12, sursaestereprezentatade alimente
de origine animala. Necesar zilnic: 0,05-0,2mg
Cuprul-intra in componentasistemelorenzimatice. Deficienta
conduce la anemie microcitara hipocroma. Necesar zilnic1,3-3mg.
Surse: legume, fructe, oua,carne
Seleniul-are actiuneantioxidanta. Surse: cereale, legume.
Necesar zilnic: 55-70gFierul-constituent al
hemoglobineisicitocromilor. Ajutala cresterea i dezvoltarea
normala. Necesarul zilnic: 12-15mgDeficitulde fier:
anemieferipriva, senzatiede arsurala nivelul cavitatiibucale,
limbarosiedepapilata, inflamatiila nivelulmucoasei bucale
Excesulde fier: hemosideroza
Surse: legume (patrunjel, spanac, salataverde, varza), fructe,
oua, carneFuncii biologice, semnificaie clinic i modificri la
efort
Definiia efortului fizic i activitii motrice
De-a lungul timpului, muli autori au ncercat s formuleze
definiii ale acestei noiuni. Astfel, dup P. Popescu-Neveanu (1978)
efortul reprezint o conduit conativ de mobilizare, concentrare i
accelerare a forelor fizice i psihice n cadrul unui sistem de
autoreglaj contient i acontient n vederea depirii unui obstacol, a
nvingerii unei rezistene a mediului i a propriei persoane.
Hollman i Hettinger (1980) consider efortul fizic ca o repetiie
sistematic de aciuni motrice care au ca obiectiv ameliorarea
performanei fr modificri evidente structurale i funcionale.
A. Demeter (1984) definete efortul din antrenamentul fizic ca
fiind un proces pedagogic complex, organizat pe o perioad lung i
finalizat prin adaptri consecutive, optimale pn la obinerea
adaptrii maxime i meninerea ei n timp.
E. Avramoff (1986) arat c efortul fizic din antrenament se
reduce la un proces de cretere a capacitii de adaptare a
organismului la aciunea stimulilor fizici. Antrenamentul fizic
devine, n acest caz, o aciune contient i metodic ce pune n valoare
posibilitile de adaptare a fiecrei funcii a organismului.
Efortul fizic reprezint (C.Bota, 1993) o solicitare motric cu
caractere bine definite, n funcie de parametrii lui.
n concepia lui M.Epuran (1994) efortul sportiv reprezint o
competiie, o ntrecere cu spaiul, timpul, gravitaia, natura, cu alii
i cu sine.
Din punct de vedere metodic, tiina sportului privete efortul
sportiv ca un proces de elaborare, de continu nvare, a crui form de
execuie cuprinde un anumit numr de repetiii efectuate sub diverse
forme.
I.Drgan (1994) arat c metodica antrenamentului evolueaz
necontenit, iar baza obiectiv a acestuia este suportul fiziologic.
n concepia sa, efortul din antrenament este un proces complex,
multilateral, psiho-social, morfo-funcional i metodico-pedagogic
care urmrete crearea unui individ cu un nalt nivel de sanogenez, cu
un grad superior de rezisten la diveri factori exogeni sau endogeni
i cu un echilibru neuro-cortical sau neuro-endocrino-vegetativ
adecvat obinerii de performane sportive.
Principii fiziologice ale antrenamentului
accesibilitatea (capacitatea de a suporta un efort);
multilateralitatea (dezvoltarea complex i multilateral a
sportivului);
individualizarea (corelarea activitii fizice cu vrsta, sexul,
antecedentele heredo-colaterale i personale, starea de sntate,
capacitatea funcional);
continuitatea (caracterul continuu al antrenamentului);
gradarea efortului (creterea progresiv a efortului);
utilizarea eforturilor susinute n antrenament (eforturile mari
ca mijloace de cretere a eficienei funcionale a organismului, a
stabilitii homeostaziei);
alternarea efortului cu refacerea (efortul ca parte ergotrop,
iar refacerea ca parte trofotrop).
A. Dragnea (1996) definete antrenamentul sportiv ca fiind un
proces de lung durat, conceput ca sistem motric-funcional n vederea
realizrii unei conduite performante n concurs. Aceast conduit
reprezint rezultatul adaptrii superioare a organismului la eforturi
fizice i psihice intense.
Din punct de vedere biologic, efortul fizic i n special cel
sportiv este un stimul (excitant) biologic adecvat care oblig
organismul s rspund prin manifestri electrice, mecanice, termice,
biochimice. Un stimul bine dozat i administrat corespunztor
particularitilor individului poate conduce la acumulri cantitative
i calitative ce vizeaz obinerea naltei performane.
mprtind acest punct de vedere, D.Evule-Colibaba i I. Bota (1997)
definesc efortul ca rezultatul multiplelor solicitri musculare,
cardio-respiratorii, neuro-endocrino-metabolice, psihice la care
este supus organismul n timpul diferitelor activiti. Solicitrile
sunt fenomenele-cauz care provoac fenomenele-efect (reaciile
organismului).
Efortul fizic reprezint, dup G. Nenciu (1999), totalitatea
actelor motrice coordonate n vederea unui lucru mecanic adecvat,
care are la baz transformarea optim a energiei chimice n energie
mecanic fenomen ntlnit numai la sistemele biologice
contractile.
n dicionarul limbii romne moderne efortul este exprimat ca
ncordare voluntar a puterilor fizice sau psihice ale organismului n
vederea atingerii unui scop.
Motricitate nsuire a fiinei umane nnscut i dobndit de a reaciona
cu ajutorul aparatului locomotor la stimuli externi i interni, sub
forma unei micri.Motricitatea reunete totalitatea actelor motrice
efectuate pentru ntreinerea relaiilor cu mediul natural i social,
inclusiv prin efectuarea deprinderilor specifice ramurilor sportive
(actele motrice realizate prin contracia muchilor scheletici).
Actul motric definit ca element de baz al oricrei micri,
efectuat n scopul adaptrii imediate sau al construirii de aciuni
motrice. Acesta se prezint ca act reflex, instinctual.
Activitatea motric desemneaz un sistem de acte motrice prin care
se atinge un scop, imediat, unic sau integrat ntr-o activitate
motric (mers, alergare etc.). Aciunea este determinat de integrarea
factorilor energetici, cinematici i cognitivi ai micrii.
Activitatea motric prezint caracteristici de constan (realizarea
unei sarcini motrice n repetate rnduri scrisul) i de unicitate
(micarea nu se repet niciodat identic, ci exist mici variaii ale
ei).
Interrelaia organism-efort
Efortul fizic solicit i modific, prin caracterul su de stres,
nivelul homeostatic al organismului, fixndu-l pentru un moment la
un nivel superior. Homeostazia sau meninerea constant a
componentelor biochimice i biofizice ale mediului intern se
realizeaz printr-o serie de mecanisme reglatoare (A.Guyton,
1996).
Aceast constan nu este absolut; ea este modificat prin nsi
activitatea organismului (efort fizic, dezechilibru nutritiv,
traumatisme etc.) sau prin rspunsuri de prevenire a disturbanelor
(ex.: stres psihic). Perturbrile sunt restabilite prin mecanismele
homeostatice, i anume sisteme de comand cu autoreglare. Acestea pot
fi clasificate n: fizice, chimice i biologice i acioneaz n direcia
adaptrii organismului la mediul de via, ca un tot unitar
(A.Demeter, 1987).
Homeostazia se poate realiza numai dac sunt ndeplinite
urmtoarele condiii:
organismul s funcioneze normal, s poat opera rapid adaptrile
necesare, astfel nct compoziia mediului intern s rmn n limitele
precis definite;
reaciile la variaiile impuse de mediu trebuie s asigure
desfurarea normal a funciilor fiziologice n noile condiii
impuse.
Noiunile de homeostazie i adaptare sunt complementare i valabile
pentru toate nivelurile de organizare biologic i n orice
situaie.
Particularitile adaptrii confer individualitate fiecrui organism
i sunt responsabile de conservarea sntii, de dezvoltarea capacitii
de efort sau, cnd acestea sunt depite, de apariia strilor
patologice (I. Drgan, 1996).
Organismul sportivului este adesea solicitat pn la limita
capacitii sale maxime, n care muli indicatori homeostatici sunt
total perturbai pentru o perioad de timp, prezentnd valori
etichetate ca fiind anormale (patologice), pentru organismul
neantrenat. Prin mecanismele de reglare, ce intervin prompt i
eficient, procesele energogenetice (care vor menine la un nivel
ridicat parametrii de efort) continu i n perioada de refacere
pentru stabilirea homeostaziei. De aceea, organismul sportivului
poate fi considerat normal de excepie sau model superior de
adaptare (A. Dragnea, 2001).
Devierile homeostaziei impuse de activitatea fizic constituie
stimul declanator al mecanismului de refacere i supracompensare
care au ca efect final instalarea strii de antrenament, stare ce
confer organismului capacitatea de a se angrena n mai mare msur n
efort i de a suporta la un nivel superior modificrile parametrilor
fiziologico-biochimici (I.Drgan, 1994).
Se delimiteaz, astfel, homo-sportivus un organism de excepie din
punct de vedere anatomo-fizio-biochimic. Parametrii acestuia sunt
situai n afara valorilor fiziologice, fr a le putea considera
patologice, fiind reversibile.
La nivelul marilor performane n cadrul competiiilor sau/i n
cadrul antrenamentelor, componenta psihic a stresului din efortul
fizic joac un rol deosebit de mare, uneori determinant, cum este
cazul sporturilor individuale, unde performana depinde doar de
efortul depus de individ i nu de echip (M. Epuran, 1994).
n final, se poate afirma existena unei interrelaii
efort-organism, i anume: efortul fizic solicit organismul n
totalitatea sa conducnd la modificri adaptative sau la ncetarea
activitii i, la rndul su, sistemul biologic execut efortul n
condiiile fizio-biochimice impuse de acesta.
Clasificarea eforturilor
Pentru a surprinde diferitele caracteristici, efortul fizic
impune o clasificare din mai multe puncte de vedere. Astfel,
n funcie de sfera i prioritile metabolice folosite (Weineck,
1976):-efort specific;-efort nespecific.De cele mai multe ori,
caracterul obinuit al efortului competiional poate deveni pentru
sportivi nespecific. n antrenament, ns, acesta este depit pentru
dezvoltarea i consolidarea calitilor cerute de un efort specific.
De exemplu: alergarea sau ridicarea de haltere pentru alpinist.
n funcie de caracterul, cantitatea i condiiile de desfurare
(Matveev, 1978):
efort de antrenament;
efort competiional.
Diferenele constau n planul solicitrilor fizice i psihice. n
efortul competiional, solicitrile psihice sunt foarte mari i
determin, uneori, o supramobilizare a capacitilor fizice, situaie
neatins n cazul efortului de antrenament.
n funcie de caracterul repetrii micrii (E.Avramoff, 1980):
efort ciclic (stereotip, ritmic) n care micrile se repet n
unitatea de timp, ntr-un anumit ritm; au avantajul unei automatizri
mai rapide i se desfoar cu economie energetic;
efort aciclic caracterizat printr-o alternan ntre contracie i
relaxare muscular, fr respectarea unui anumit ritm; nu se creeaz o
stereotipie dinamic i nici nu se produce automatizarea
micrilor.
n funcie numrul de nclziri (R. Mano, 1982):
efort unic;
efort repetat.
Criteriul care sistematizeaz efortul fizic n aceste dou
categorii const n efectuarea uneia sau mai multor nclziri n vederea
executrii unui efort. De exemplu: o etap a unei curse cicliste
ntrunete calitile unui efort unic, iar cele 5 probe ale
decatlonului ntr-o zi de concurs vor fi repetate. Se admite ns, c
sistematizarea efortului n unic i repetat se poate referi i la
acelai efort, dac ntre eforturi sunt pauze mai mari care solicit o
nou nclzire.
n funcie de activitatea desfurat (Platonov, 1984):
efort profesional;efort sportiv.
Este o prim departajare care evideniaz c, sub aspectul
consumului de energie, ct i a solicitrii psihice, efortul fizic
sportiv constituie pentru organism un factor stresant. Efortul
fizic profesional are caracterul unei solicitri zilnice uniforme i
nu ajunge pn la situaia unei solicitri stresante, dect prin
monotonie.
n funcie de modificrile adaptative impuse de obiectivele
antrenamentului (Matveev,1986):
efort standard, mereu acelai sau uniform (acelai n fiecare
moment al exerciiului);
efort variabil, cu modificri de ritm n timpul exerciiului.
n funcie de locul desfurrii activitii fizice (I. Drgan,
1991):
efort de laborator;
efort de teren.
n diferitele testri de laborator se folosesc cu totul alte
tipuri de efort dect cele reale, existente pe teren. Avantajul
acestor probe este mare, deoarece parametrii msurabili sunt
standardizai, durabili, lucru care nu se ntmpl ntotdeauna n
activitatea de teren.
Eforturile de laborator sunt specifice numai din punct de vedere
biomecanic (ergometria sau covorul rulant pentru alergtori) i
nespecifice, din punct de vedere fiziologic, deoarece lipsesc
influenele condiiilor de mediu.
n funcie de capacitatea de rezisten a organismului (Hollmann i
Hettinger, 1980; A. Dragnea, 1991):
Susinerea unui efort pe o durat de timp ct mai lung posibil,
depinde de capacitatea psiho-fizic a organismului (rezistena).
Aceasta este influenat de mrimea maselor musculare implicate. Se
manifest:rezistena muscular general, la care efortul solicit 2/3
din masa muscular scheletic;
rezistena muscular regional, la care particip 1/3 2/3 din
musculatur;
rezistena muscular local, rsponsabil unui efort cu participare
de sub 1/3 din masa muscular. n funcie de durata stimulrii (M.
Cordun, 1999):
efort continuu;
efort cu pauze (intervale).
Efortul static prelungit sau cel dinamic, executat ntr-un tempo
crescut, solicit cile energetice anaerobe cu acumulare secundar de
acid lactic. Acidoza se manifest prin tensiune neplcut n muchi
(febr muscular), care impune ntreruperea efortului.
Aceast situaie poate fi prevenit prin executarea unor micri cu
durat intermitent, n care alterneaz dou faze, una de micare (static
sau dinamic) numit efort de ncrcare i alta de repaus sau refacere
numit pauz. Pauzele se realizeaz activ i pasiv.n cazul unui efort
dinamic, pauza activ const n mobilizarea unor grupe musculare
nesolicitate anterior, reducerea tempo-ului de mers sau adoptarea
poziiei stnd, care solicit cu 10 % mai mult O2 dect decubitul
(Hollmann i Hettinger, 1980).
Pauza pasiv const n repaus, n poziiile decubit, aezat sprijinit,
i se utilizeaz n cazul bolnavilor cu capacitate sczut la efort.
n ceea ce privete durata pauzei, aceasta se stabilete n funcie
de intensitatea efortului i capacitatea de efort a individului. n
timpul pauzei dintre seriile de micri se produce o refacere
energetic i funcional complet sau incomplet.
Durata pauzei de refacere complet este lung i se utilizeaz n
cazul unui efort cu intensitate crescut pentru capacitatea limitat
a individului.
Durata pauzei de refacere incomplet este scurt i se utilizeaz n
cazul unui efort cu intensitate moderat sau cnd capacitatea motric,
pulmonar i cardio-vascular nu sunt foarte sczute.
Reluarea efortului n aceast faz, cnd organismul se afl nc n
stare de lucru, cu capilarele din muchi deschise, reprezint efortul
cu intervale.
n acest caz, intensitatea efortului care reprezint 65-70% din
capacitatea maxim i durata pauzelor se stabilesc pe baza frecvenei
pulsului din timpul antrenamentului.
Din punct de vedere fiziologico-biochimic, eforturile prestate n
viaa cotidian i, mai ales, n activitatea sportiv se clasific dup
cum urmeaz (C.Bota, B. Prodescu-Anton, 1997 i G. Nenciu, 1999):
n funcie de intensitatea efortului:efort de intensitate maximal
- cu o durat de 10-15 secunde, care se caracterizeaz prin cel mai
mare debit energetic (cantitatea de energie eliberat n unitatea de
timp).
Durata acestui efort este discutabil, unii autori consider
intervalul mai mic, respectiv 3-8 secunde (Zaiorschi). Sistemul
energetic solicitat este ATP-ul (acidul adenozin trifosforic), care
se resintetizeaz prin intermediul creatinfosfatului (CP);
efort de intensitate submaximal - cu o durat de pn la
1minut.
Sistemul energetic este tot anaerob i folosete ca surs energetic
pe lng ATP i CP, substratul glucidic n cadrul glicolizei cu formare
de acid lactic;
efort de intensitate mare cu o durat pn la 6 minute i
energogenez anaerob suplimentat de cea aerob;
efort de intensitate moderat cu o durat pn la 60 de minute i
energogenez aerob (stare stabil relativ ergostaz).
Apare un oarecare echilibru ntre consumul i necesarul de oxigen,
cu un mic deficit care va fi acoperit postefort, printr-un consum
mrit de O2.
Substratul energetic de baz este cel glucidic;
efort de intensitate mic cu o durat ntre 60 de minute i cteva
ore i energogenez aerob.
ntregul necesar de O2 este acoperit de consum (stare stabil
adevrat steady-state). Substratul energetic este reprezentat de
glucide i lipide. Dup gradul de aprovizionare cu O2 a
organismului:
efort anaerob, cnd acesta se realizeaz n condiii de apnee sau
ntr-o ventilaie limitat.
Eliberarea energiei se desfoar n lipsa oxigenului i n funcie de
substratul energetic. Se difereniaz: efortul anaerob alactacid, cu
energie rezultat prin catabolizarea legturilor fosfat macroergice
din structura ATP i CP i, efortul anaerob lactacid cu substrat
energetic imediat ATP, dar a crui resintez se realizeaz prin
glicoliz cu formare de acid lactic;
efort aerob, n care lucrul mecanic se desfoar n condiii
aerobe.
Doar n primele 2-3 minute se lucreaz n deficit de oxigen, pn cnd
sistemele oxidoreductoare i adapteaz nivelul funcional;
efort mixt care se ntlnete n sporturile unde intensitatea
efortului permite aprovizionarea parial a organismului cu oxigen
(proba de 1500 m).
Energia este furnizat prin sistemele anaerobe sau aerobe n
funcie de intensitatea efortului pe traseu.
Dup tipul de contracie muscular :
efort izotonic (dinamic) n care contraciile musculare presupun
creterea iniial a tensiunii interne urmat de pstrarea constant a
acesteia pe timpul contraciei; fibrele musculare se scurteaz
deplasnd fie segmentele corporale, fie o greutate;
efort izometric (static) care presupune doar creterea tensiunii
interne a fibrelor musculare fr scurtarea muchiului i, deci, fr
efectuarea de lucru mecanic. n realitate se produce o
microdeplasare, neglijabil, ntre momentul creterii tensiunii
musculare i cel al relaxrii. Contracia izometric se produce cnd
muchiul lucreaz contra unei rezistene egale cu fora sa maxim sau
cnd se ncearc deplasarea unei greuti mai mari dect fora subiectului
(M. Cordun, 1999);
efort izokinetic, n care tensiunea intern este mare n toate
fibrele musculare active, pe toat durata contraciei.
n funcie de consumul energetic:
eforturi uoare, datorate micrilor automatizate, efectuate cu
consum energetic redus la mai puin de jumtate din rezerva de efort.
Se produc fr creteri voluntare ale tensiunii musculare, iar
oboseala este sczut (exemple: mersul pe jos, igiena corporal,
alimentaia);
eforturi medii, care includ majoritatea profesiilor, fr efort
voluntar mare i n care oboseala secundar se compenseaz prin somnul
de noapte (Hettinger, 1980);
eforturi grele, care solicit pn la 80% din capacitatea maxim a
individului i sunt urmate de instalarea strii de oboseal (M.
Cordun, 1999).
n funcie de gradul de solicitare al principalelor aparate i
sisteme din organism (A. Demeter i M: Georgescu, 1969; I. Drgan,
1994):
efort neuromuscular (neuropsihic), n care solicitarea se
adreseaz predominant sistemului neuromuscular.
Eficiena acestui efort depinde de nivelul de dezvoltare i
organizare a sistemului nervos central i periferic, capabil s
mobilizeze prompt, economic i n condiii diverse, efectorii
musculari;
efort cardiorespirator, n care aparatul cardiovascular,
respirator i sngele sunt direct responsabile de valorile optime ale
consumului maxim de oxigen utilizat de esuturi n scopul degajrii
unei cantiti suficiente de energie;
efort energetic (sau endocrino-metabolic) ce depinde de
posibilitile organismului de a resintetiza chiar n timpul
efortului, substratul energetic metabolizat.Refacerea substanelor
productoare de energie presupune timp, de aceea numai eforturile
aerobe pot oferi aceste condiii. n acest tip de efort intervine
reglajul hormonal (de exemplu: ACTH-cortizol care determin i menine
glicemia, furniznd substrat energetic prin gluconeogenez sau
medulosuprarenala care prin secreia de catecolamine are rol
ergotrop mobilizator de efort).
Elemente de biomecanica micrii
Micarea este definit ca rezultatul activitii unui sistem ale
crui componente funcioneaz armonic i este condiionat de interrelaia
organismului uman cu mediul extern (ecotrop) i cu cel intern
(ideotrop), noiuni citate de A. Dragnea i A. Bota (1999).
Prin micare, omul transform mediul n care se dezvolt i, mai
ales, se transform pe sine. Toate constantele
morfo-fizico-biochimice vor conduce la ntemeierea unei forme
superioare de autoreglare, de optimizare valorificnd la maximum
resursele fizice i psihice, adic atingerea performanei (depirea
nivelului comun) (M. Epuran, 1991).
n activitatea sportiv, micarea este produs n mod activ de
contraciile musculare. Datorit acestora, raporturile dintre
segmentele corpului se modific conform legiilor prghiilor i
principiilor conservrii impulsului, energiei, puterii etc.
Deplasarea segmentelor, care se comport asemntor prghiilor ososase,
este determinat de contracia muscular care transform energia chimic
n energie mecanic (A. Buzescu, 2000).
Oasele corpului uman formeaz prghii de ordinul sau gradul I, II,
III (M. Cordun, 1999): prghii de gradul I, n care sprijinul este
situat la mijloc, ntre punctul de rezisten i cel de for. Acestea
sunt prghii de echilibru; exemplu: articulaiile atlantooccipital i
coxofemural;
prghii de gradul II, n care rezistena este situat la mijloc,
ntre punctul de sprijin i cel de for. Aceste prghii, numite de for
sunt mai rare; exemplu: articulaia talocrural n poziia stnd pe
vrful piciorului;
prghii de gradul III, n care fora este situat la mijloc, ntre
punctul de rezisten i cel de sprijin. Aceste prghii, sunt cele mai
rspndite n organism; acioneaz cu pierdere de for i ctig de
deplasare, fiind deci prghii de vitez; exemplu: articulaia
cotului.
Pentru prghiile de gradul III, locul de aplicare al punctului de
for are o importan foarte mare. Astfel, cnd punctul de for este
dispus:
la mijloc, prghia lucreaz cu for i vitez medie;
aproape de punctul de sprijin, prghia lucreaz cu for crescut i
vitez mare, i este o prghie de vitez;
mai aproape de punctul de rezisten, prghia lucreaz cu for
crescut i vitez sczut, i este o prghie de for.
Micarea voluntar, ideokinetic, poate fi adaptat unui scop
precis.
Pentru aceasta, muchii trebuie s acioneze ca:
agoniti, care iniiaz i produc micarea, motiv pentru care se mai
numesc motorul primar;antagoniti, care se opun micrii produse de
agoniti; au rol frenator, reprezentnd frna elastic, muscular, care
intervine de obicei naintea celei ligamentare sau osoase;
sinergiti, prin a cror contracie, aciunea agonitilor devine mai
puternic;
fixatori care acioneaz involuntar i au rolul de a fixa aciunea
agonitilor, antagonitilor i sinergitilor. Fixarea nu se realizeaz
continuu, pe ntreaga curs de micare a unui muchi (M. Cordun,
1999).Musculatura dezvolt dou tipuri de activiti (M.Ifrim,
1988):
static (de asigurare postural) ca rezultat al contraciei
izometrice a grupurilor i lanurilor musculare. Acest tip de
activitate provoac oboseal muscular rapid; circulaia sanguin i
limfatic este ngreunat de comprimarea vaselor de ctre fibrele
musculare;
dinamic, realizat de contracia izotonic a muchilor. n acest tip
de activitate lucrul mecanic efectuat este proporional cu fora i
lungimea scurtrii, iar circulaia sanguin i limfatic este
favorizat.
Micrile complexe (mers, alergare) reprezint rezultatul
interaciunii dintre forele interne ale organismului i cele externe
ale mediului de deplasare. Forele interne intervin n realizarea
micrii corpului uman i sunt reprezentate de: impulsul nervos,
contracia muscular, prghiile osoase i mobilitatea articular. Forele
externe (gravitaia, greutatea corpului sau a segmentelor n micare,
presiunea atmosferic, rezistena mediului, ineria, forele de
accelerare, de reacie a suprafeelor de sprijin, de frecare) trebuie
invinse de forele interne ale organismului (A. Buzescu, 2000).
Alergarea este o micare ce const n trecerea succesiv a unui
membru inferior naintea celuilalt, sprijinul efectundu-se numai pe
un singur picior. Aceasta ajut la deplasarea mai rapid a corpului
(A. Buzescu, 2000).Spre deosebire de mers, alergarea nu prezint
perioade de dublu sprijin, naintarea fcndu-se prin mici srituri,
separate ntre ele prin perioade de sprijin unilateral.
n alergare centrul de greutate se deplaseaz la intervenia: forei
musculare (la care se adaug rezistena suprafeei de sprijin),
greutii corpului i rezistenei aerului. La o vitez constant, cele
trei fore se menin n echilibru. Dac viteza scade, rezistena aerului
se micoreaz, iar fora muscular va aciona pe o direcie mai puin
nclinat i va avea o valoare mic. Dac viteza de deplasare crete,
rezistena aerului crete i ea, iar fora muscular acioneaz pe o
direcie nclinat i va avea o valoare mai mare.
Centrul de greutate se deplaseaz sinusoidal. Cnd membrul
inferior se extinde, fora muscular deplaseaz centrul de greutate n
sus i nainte.
Cnd aciunea forei musculare se epuizeaz, datorit ineriei,
centrul de greutate i continu deplasarea, dar coboar.
n afara acestor deplasri verticale, centrul de greutate se
deplaseaz i lateral. Propulsia succesiv a membrelor inferioare
orienteaz centrul de greutate, cnd ntr-o parte cnd n cealalt (A.
Buzescu, 2000).
Adaptarea organismului la efortul fizic
Prin adaptare se nelege procesul complex de acomodare a
organismului la modificrile mediului extern i intern.H. Le
Chatelier consider c fenomenul adaptrii poate fi extins la toate
sistemele materiale, fizice, chimice i biologice, constnd n acelai
timp n tendina unui sistem de ai restabili echilibrul
modificat.
Din punct de vedere biologic, adaptarea la mediu (ca i cea
specific antrenamentului) este mecanismul complex de aprare fa de
solicitrile determinate de schimbrile mediului i const n
totalitatea modificrilor morfo-funcionale care realizeaz, n final,
trepte superioare de evoluie, devenind mai capabile de supravieuire
dect n etapele lor anterioare de existen (M. Ifrim citat de
A.Dragnea, 1996).
Fenomenele de adaptare au caracter genetic i fenotipic.
Adaptarea la mediu se refer n mai mare msur la mecanismele
fenotipice care ofer o gam larg de posibiliti de schimbare a
nsuirilor organismelor, ndeosebi n copilrie i adolescen. De aceea,
performanele sportive se pun pe seama plasticitii fenotipice
indiferent de ras sau alte caractere genetice (A.Dragnea,
1996).
Efortul fizic modific nivelul homeostatic, fixndu-l pentru un
moment la o valoare destul de ndeprtat de cea normal, situaie n
care se realizeaz permanent reacii adaptative (I. Drgan, 1994).
Antrenamentul - ca proces de adaptare
Efortul sportiv solicit toate subsistemele organismului, ordinea
funciilor implicate i intensitatea rspunsului este diferit, cu
caracteristici individuale dependente de parametrii efortului.
Solicitarea la efort este generalizat i capt caracter de stres att
fizic ct i psihic, deoarece implic mecanismele de adaptare (A.
Demeter, 1987).
La baza adaptrii organismului la efort st exerciiul fizic din
cadrul antrenamentului sportiv. Efectele adaptative ale solicitrii
se acumuleaz treptat cu trecerea timpului i duc la accentuarea
eficienei funciilor fiziologice i biochimice de la nivel
subcelular, celular, tisular, aparat, sistem i ntregul organism,
ducnd la mbuntairea rezultatelor sportive n disciplinele i probele
sportive practicate (I. Drgan, 1994).
Antrenamentul este considerat un proces complex, organizat pe o
perioad lung i finalizat prin adaptri consecutive optimale pn la
obinerea adaptrii maxime ce se refer la atingerea miestriei
sportive i meninerea ei n timp (I. Drgan, 1994).Efortul de
antrenament poate conduce, n funcie de parametrii si (volum,
intensitate, complexitate, densitate) la o serie de modificri
specifice funcionale la nivelul diferitelor esuturi, organe i
aparate ale organismului.
Repetarea sistematic a efortului timp ndelungat determin
restructurri morfologice (anatomice) care se oglindesc nu numai
prin fortificarea muchilor i perfecionarea funciei sistemului
nervos, ci i printr-o serie de hipertrofii tisulare, n funcie de
organele int ale efortului. De exemplu:
greutatea ficatului la o persoan neantrenat este de cca 1450 g,
n timp ce la sportivul care particip sistematic la un program de
antrenament bazat pe eforturi de for rapid (power training) poate
ajunge, dup 1 an, la o greutate de cca 1600 g, iar la un sportiv
supus unui efort sistematic de rezisten, greutatea ficatului va fi
i mai mare (I. Drgan, 1994);
creterea sistematic a greutii inimii i rinichilor, dup 45 de
zile de antrenament susinut (R.Mano, 1987);
modificri durabile ale unor parametrii cardiovasculari (frecven
cardiac de repaus, oxigen-puls maxim, volum cardiac), respiratori i
endocrinometabolici sub influena eforturilor intense i sistematice
(S.Israel, 1985);
Adaptarea n cadrul procesului de antrenament se produce
contient, dirijat i conduce la modificri structurale biochimice,
care au la baz procese metabolice celulare legate de sinteza
proteinelor de adaptare (C.Bota, 1997). Astfel, n perioada de
refacere va crete numrul de proteine structurale i enzimatice mult
mai active datorit exerciiului fizic (Rogozkin, 1976; Millward,
1982; Virec, 1987; Thomason & Boots, 1991).
n cadrul antrenamentului sportiv, avantajele generale ale
procesului adaptiv se pot evidenia n mai multe direcii prin
caracteristici ce deosebesc un sportiv antrenat de o persoan
neantrenat. Astfel, S.Israel (1985) citeaz cteva dintre
perfecionrile fiziologice:
creterea toleranei fa de modificrile brute ale temperaturii;
creterea capacitii de a suporta lipsa de oxigen;
mbuntirea stabilitii psihice;
mbuntirea capacitii de aprare mpotriva infeciilor,
stresului;
creterea rezistenei fa de toxine.
Gradul de adaptare metabolic a sportivului depinde de gradul de
variabilitate a proceselor biochimice, de nivelul lor de angrenare
la sarcinile impuse de rezistena tisular. Trecerea de la starea de
repaus la effort determin apariia unor modificri imediate (acute)
care se menin timp ndelungat i dup ncetarea activitii. Acumulrile
cantitative din timpul pregtirilor fizice sistematice conduc la
instalarea strii de antrenament, cu profunde modificri
morfo-funcionale reflectate biochimic i enzimatic la nivel
celular.
Condiiile funcionale constante ale procesului de adaptare sunt
asimilarea i acomodarea (J. Plaget, 1967). n antrenamentul sportiv,
adaptarea poate fi definit ca un echilibru permanent ntre asimilare
i acomodare (A. Dragnea, 1996).
n concluzie, totalitatea reaciilor neuro-endocrino-metabolice,
care apar n timpul expunerii organismului la stres, definete
adaptarea la efortul fizic i creeaz premisele energetice pentru
asigurarea funciunilor organismului n condiiile parametrilor de
efort (I. Drgan, 1994).
n antrenament, adaptarea se caracterizeaz printr-o serie de
trsturi determinate de particularitile ramurilor de sport
practicate, de durata sau vechimea n sport, frecvena cu care sunt
administrai stimulii, starea de sntate etc. (A. Dragnea, 1996).
Cele mai semnificative trsturi sunt:
amplitudinea sau plasticitatea, la nivel funcional, morfologic,
biochimic i motric, n condiiile unei cuantificri corecte; adaptarea
este mai ampl sau mai puin ampl n funcie de vrst i
disponibiliti;
eficiena (economicitatea) reaciilor organismului la instalarea
adaptrii, reducndu-se, astfel, chetuielile energetice raportate n
timp; rezervele de adaptare determin direct economia de timp i
energie.
ntinderea sau durata, care se refer la timpul ct persist
adaptarea; aceasta poate fi dirijat de specialiti n funcie de
cerinele ramurii de sport i necesitile refacerii n cadrul dinamicii
progresive a capacitii de performan.
ascendena sau evoluia adaptrii, specific necesitii asimilrii i
acomodrii treptate a diferiilor stimuli de sarcin, programai n
antrenamente. Accesibilitatea proceselor de adaptare este
condiionat de creterea treptat i n acelai timp variat a stimulilor
de antrenament.
specificitatea: n antrenament, deosebirile individuale privind
eficiena pregtirii sunt determinate de aparatul aptitudinal i
receptivitatea aparatului genetic al celulei fa de influenele
exercitate din mediu.
receptivitatea individual; fiecare individ este o entitate
difereniat de ceilali semeni, i deci reaciile adaptative sunt
extrem de variate, de la sportiv la sportiv, influenate de
particularitile aparatului genetic.
Tipuri de adaptare
Adaptabilitatea este un proces continuu, dinamic, dependent de
capacitatea funcional, de posibilitatea mobilizrii i punerii n
valoare a rezervelor funcionale ce depind de:
starea morfo-funcional a organelor interesate n reacia
adaptativ;
regimul lor de funciune;
antrenarea lor de ctre sistemele reglatoare (I.Drgan,1996).
Totodat, procesul de adaptare la efort se desfoar n raport
cu:
necesitile de fond ale metabolismului;
posibilitile de schimb ale organismului;
solicitrile impuse de variaiile efortului fizic.
Antrenamentul sportiv conduce la dezvoltarea acelor adaptri
necesare organismului pentru a putea efectua i menine un efort
specific impus de ramura sportiv practicat.
Din punct de vedere biologic, adaptarea presupune modificri
organice i funcionale provocate de solicitrile intrinseci i
extrinseci. Ea apare dup pregtiri fizice de lung durat; este
reversibil; poate dispare progresiv la ntreruperea antrenamentelor,
putnd fi renoit ori de cte ori este nevoie (C. Bota, 1997).
Clasificarea tipurilor de adaptare se poate realiza pe baza mai
multor criterii:
Dup parametrii morfo-funcionali implicai n efort (A. Demeter,
1984):
adaptare specific manifestat prin modificri adaptative la
nivelul organelor direct solicitate (ex. hipertrofia muscular prin
antrenamentul de for);
adaptare nespecific cnd stimulii influeneaz nu numai organele
vizate, ci indirect i alte organe.
n acelai context, Iacovlev (1983) sistematizeaz adaptarea n:
general i specific. Adaptarea general apare la nceputul procesului
de antrenament i cuprinde att sfera morfologic, ct i cea
fiziologic, n timp ce adaptarea specific se realizeaz strict n
cadrul disciplinei practicate.
Trebuie precizat c procesul de antrenament conduce la adaptri
generale, care prin limitarea parametrilor solicitai devin adaptri
specifice.
Dup procesul de antrenament prin ciclicitate, condiii materiale,
echipament, aparatur, parteneri (S. Israel, 1985):adaptare
metabolic ( dup A. Demeter, 1967 imediat sau acut) cu modificri
funcionale i metabolice ce nsoesc imediat efortul (de exemplu:
modificri ale frecvenei cardiace, volumului sistolic etc.); toate
modificrile somato-viscerale se produc n timpul desfurrii
efortului, precum i n perioada revenirii (dup efort).
adaptare epigenetic (dup M. Georgescu i A. Demeter, 1987 tardiv
sau de antrenament) cu modificri ale structurilor celulare sau
tisulare impuse de solicitrile sistematice i prelungite ale
efortului fizic (de exemplu: bradicardia sportivilor, cantitatea i
volumul mitocondriilor).
Dup sfera creia i se adreseaz (I. Drgan, 1994):
adaptare somatic manifestat la nivelul aparatului locomotor,
sistemului nervos i al analizatorilor;
adaptare vegetativ evideniat prin modificri funcionale ale
organelor interne.
Dup aspectul efectelor pozitive sau negative al modificrilor
instalate prin antrenament (C. Bota & B.
Prodescu-Anton,1997):
adaptare biopozitiv, care se traduce printr-o ameliorare a
capacitii de performan; este efectul stimulilor optimi cantitativi
i calitativi, ce in cont de capacitatea de solicitare a unui organ
sau a organismului;
adaptare bionegativ determinat de suprasolicitarea organismului
i poate fi considerat dezadaptare; este consecina destabilizrii
sistemului reglator i reprezint cauza oboselii acute sau a
supraantrenamentului.
Capacitatea de adaptare a organismului mai poate fi influenat de
o serie de factori exogeni (cantitatea i calitatea stimulilor de
antrenament, nutriia) i endogeni (vrst, sex, stare de
sntate).Modificari metabolice la efort
Metabolismul reprezint transformrile ce au loc n celulele vii pe
seama substanelor nutritive, prin care se cldete i rennoiete
protoplasma celular i se furnizeaz energia necesar desfurrii
fenomenelor i proceselor biologice..
Cerinele energetice sunt cerute de metabolismul bazal, energia
necesar organismului aflat n starea de repaus la pat, n vederea
meninerii funciilor vitale (1 calorie/kilocorp/24 de ore) i de un
metabolism de efort (profesional i de efort). Dac cele dou faze ale
metabolismului sunt echilibrate starea de nutriie (totalitatea
reaciilor ce se produc n organism dup digestia i absorbia
alimentelor n intestin) este bun. Nutriia defectuoas duce la ngrare
sau slbire.
Metabolismul efortului sportiv prezint modificri importante n
funcie de natura efortului, durat, condiii meteorologice, sex,
vrst, etc, nevoile calorice fiind rezolvate prin consumul de
substane hrnitoare, trofine; protide 12 15%; lipide 30 - 35%;
glucide 55 - 60%. (C.Alexandrescu); Dup A. Nicu proporiile sunt:
proteinele 14 20% raie, glucidele 55 -60% i lipidele cea 22 - 28%
din raia pentru 24 de ore. Sunt 8 grupe de alimente principale din
care se asigur raia caloric la sportivi: I - lapte i derivate {cca
15%); II carne, pete i derivate (cca 10%); III - ou (12%); IV -
legume, fructe (15%); V - cereale, leguminoase uscate (40%); VI
produse zaharoase (8 10%); VII - grsimi (10%), unt, frica, smntn,
ulei, slnin; VIII buturi. Protidele sunt substane ale cror molecule
conin C, H, O, N, S i P. Prin digestie se descompun n aminoacizi
care ajung n ficat, unde 80% se dezamineaz, aciune n timpul creia o
parte din aminoacizi se transform n uree, restul se oxideaz, dnd
natere la energie sau se transform n glucoza. Aceasta se poate
depozita ca glicogen sau se transform n grsimi.
La sportivi, protidele trebuie s se gseasc ntr-o proporie de:
60% cele de origine animal (carnea, laptele i produsele lor, ou,
etc.) i 40% cele de origine vegetal, legume, etc. Protidele n
organism au: rol plastic, de formare, cretere i refacere a
celulelor i esuturilor; rol biocatalitic - enzimele i hormonii; rol
energetic elibereaz prin ardere 4,1 calorii pe gram. n plus,
stimuleaz activitatea nervoas superioar i au rol n imunitate,
crescnd rezistena organismului la infecii, formeaz substana
contractil a muchiului i sunt constituieni ai diferiilor hormoni,
enzime, anticorpi.
Consecinele. Lipsa de proteine din organismul sportivului se
manifest prin atrofie grav a mduvei osoase, tulburri hepatice,
renale i endocrine, dereglarea funciilor corticale, scderea
debitului sanguin din muchi, scderea rezistenei la infecii i
mbolnviri, etc. Excesul de proteine duce la toxicitate din cauza
bazelor urice, suprasolicitarea ficatului i rinichilor, atingeri
serioase sntii i performanei sportive.
Lipidele sunt substane nutritive, prin excelen energetice. Cele
simple, gliceridele, sterolii, etc. sunt alctuite din carbon,
hidrogen, oxigen, iar lipidele complex din C, H, O, N, P, S
(fosfatide, cerebrozide, etc). Lipidele de origine animal (untul,
frica, smntn, brnza gras, laptele, icrele, carnea gras, seul,
untura de pete, ficatul) trebuie s reprezinte 70%, iar cele de
origine vegetat (nuci, migdale, alune, msline, dovleac, floarea
soarelui, fasole, soia, porumb) 30%.Nevoia de lipide depinde de
vrst, ramura de sport, etc. La copii sunt necesare 23 gr./
kilocorp, la aduli - 1 gr., btrni - 0,6 gr., la sportivii ce i
desfoar activitatea ntr-un mediu cu temperatur sczut (schi,
biatlon, etc.) - 2 2,3 gr./kilocorp n 24 de ore, iar pentru ceilali
sportivi 1,5 gr. n organism lipidele au:
- rol de consum energetic, un gram de lipide prin ardere dezvolt
9,3 calorii;
- aciune plastic, intr n structura celulelor; rol de protecie a
unor organe interne inima i rinichii care stau pe un strat de
grsime;
- rol n termoreglare, prin stratul de grsime de sub piele, ru
conductor de cldur, apr de frig; suport al vitaminelor
liposolubile; A, D, E, F, K;
- rol n metabolismul muscular, cercetri recente au decis c
acizii grai neesterificai nesaturai sunt transformai n ficat n
fosfolipide direct asimilabile.
Consecinele - Regimurile prea bogate n lipide prezint
inconveniente ca: digestie dificil, asimilaie lent, obosirea
ficatului; dac aportul este mai ridicat dect al glucidelor,
arderile glucidelor vor fi incomplete producnd tulburri, lipidele
nu se pot metaboliza dect n prezena catalitic a glucidelor 1/4 - i
protidelor, prin urmare se recomand un regim complex.
Absorbie, metabolism, eliminare. Lipazele (enzimele) din
sucurile gastrice descompun lipidele n glicerina i acizi grai, care
sunt absorbite la nivelul celulelor intestinale. La nivelul
peretelui intestinal sub influena unor enzime anabolizante se
produce o sintez a gliceridelor, fosfolipidelor i steridelor.
Organismul absoarbe 90% din lipide. Dup absorbie, 20% din lipide
ajung n ficat (steridele i fosfolipidele), iar restul (gliceridele,
lecitinele, etc.) pe cale limfatic i sanguin ajung n esutul adipos
sub forma lipidelor proprii. Lipidele se mai pot forma din glucide
i protide consumate peste necesiti. Ficatul are rolul ce! mai
important n metabolismul lipidelor. Eliminarea lipidelor se face n
cea mai mare parte prin fecale i ntr-o msur mai mic prin secreia
glandelor sebacee.
Glucidele (hidrocarbonatele, zaharidele) sunt substane nutritive
care conin C, O i H. Dup complexitatea moleculei, glucidele se
mpart n: monozaharide (glucoza, fructoz - levuloz, galactoz];
dizaharide (zaharoza, maltoza, lactoza zahrul din lapte);
polizaharide (amidonul, glicogenul, celuloza). n procesul de
digestie, glucidele sunt transformate n monozaharide i absorbite la
nivelul mucoasei intestinale.
Monozaharidele trec rapid n snge (glucoza) fr s fie supuse
procesului de digestie, fapt deosebit de important pentru unele
sporturi (ciclism fond, maraton, n pauzele unor meciuri) cnd
trebuie completate rezervele energetice. Atenie ns, ntruct
consumate n exces produc hiperglicemie, duntoare organismului,
afecteaz sistemul nervos, funcia pancreasului i glandele
endocrine.
Prin urmare, trebuie consumate numai n proporie de 30 35%,
restul 65 70% s provin din polizaharide, care se diger treptat i nu
provoac hiperglicemie. Monozaharidele, dup absorbie, prin vena aort
ajung n ficat unde sunt sintetizate, cu ajutorul A.T.P. (acidul
adenozin trifosforic) n glicogen hepatic (fosforilare). Ficatul, pe
lng funcia de glicogenez, mai are i funcia de neoglicogenez
(produce glicogen din protide sau lipide) precum i pe cea de
glicogenoliz (descompunerea glicogenului). Nu trebuie consumate
glucide n exces pentru c hidraii de carbon care nu sunt folosii
imediat se transform n lipide i depozitate. n organism glucidele
au:
- rol energetic - prin ardere elibereaz 4,1 calorii pentru
fiecare gram; o parte din energie se transform n micare prin
intermediul adenozintrifosfatului care este suportul contraciei
musculare, iar alt parte formeaz energia de rezerv sub forma
glicogenului depus n ficat i muchi (200 gr. i 400 gr.),
- rol de detoxificare a organismului - funcie legat de rezervele
de glicogen;
- rol plastic - prin aminoacizii care se formeaz din glucide i
care intr n constituia proteinelor celulare; rol catalitic - ce se
manifest n cadrul metabolismului lipidelor; dac raportul nu este de
4/1 n favoarea glucidelor, lipidele nu pot fi arse pn la faza ultim
de CO2 i H2O; n caz contrar se produce acidoz n organism, pentru c
lipidele sunt arse pn la fazele intermediare ale acizilor, care se
acumuleaz,
- glucidele particip i la termoreglarea organismului, n lupta
mpotriva frigului i cldurii; raia de glucide, depinde de: vrst,
copiii au nevoie de 8 10 gr./kilocorp i adulii de 5 7 gr., iar
vrstnicii de 3 4 gr./kilocorp; sex, femeile au un necesar mai mic,
crete n perioada de sarcin i alptare la 4 6 gr., iar dac intervine
i o activitate susinut raia se ridic la 8 g / kilocorp n 24 de ore.
n eforturile musculare i cnd temperatura este mai sczut, nevoia de
glucide crete. n efortul sportiv nevoia de glucide este de 10 g
chiar 11 g / kilocorp.Frecventa cardiaca si valorile ei in
aprecierea efortului
Un oricat de mic efort provoaca in organism reactii functionale,
urmarirea si analiza acestora constituind relatii obiective despre
natura si intensitatea solicitarii. Dintre aceste reactii, foarte
important pentru antrenori, in aprecierea si dirijarea efortului,
este pulsul arterial sau frecventa cardiaca (F.C.), care furnizeaza
informatii directe, despre functiile cardio respiratorii, si
indirecte, despre alte aparate si sisteme.F.C. are in repaus valori
de 70-72 pulsatii/minut, crescand la 100-120 batai/min., dupa un
efort moderat (de exemplu incalzirea dinaintea inceperii efortului
propriu-zis dintr-o lectie de antrenament), atingand valori intre
180-200 de batai/min. dupa un efort intens prelungit.
Numararea pulsatiilor se face pe intervale mai mici de un minut
(10, 15, 30 sec.), cifra obtinuta se multiplica, apoi, cu 6, 4 sau
2, afland astfel valorile standard ale timpului de revenire sau ale
oricarui efort precizat ca durata sau (si) numar de repetari, dar
daca F.C. ajunge la 180-190 pulsatii/minut ea nu mai poate fi
numarata cu exactitate. Noi recomandam numararea pulsului pe
primele 10 sec., deoarece, in continuare, revenirea micsoreaza
frecventa, iar calculul mentionat nu mai da rezultatul real, ci o
medie.
Aceasta revenire este mai accentuata in primele 2-3 min., in
urmatoarele minute revenirea fiind mai lenta, dar ceea ce trebuie
retinut este faptul ca, odata cu adaptarea la efort, prin
antrenamente repetate, revenirea se face tot mai rapid, scaderea
timpului de revenire a F.C. fiind inca un indicator al cresterii
capacitatii de efort.O apreciere orientativa a valorilor se poate
face dupa tabelul urmator:Tip de
efortIntensitateaDurataF.C.Directii de dirijare a efortului
Anaeroba lactacidMaximala 4/4; 90-100%1-20 sec.190-200Adaptari
pentru efortul de viteza si forta-viteza
Anaerob lactacidMaximala 4/4; 80-90%20-120 sec.175-190Adaptari
pentru rezistenta in regim de viteza
Mixt predominant anaerobSub-maxi-mala 75-80%3-5 min. 165-
180Executii de procedee tehnice, actiuni tactice in regim de
concurs (jocurisportive, lupte), repetari in conditii de
inten-sitate crescuta, rezistenta specifica
Aerob de lucruMare si medie 2/4; 50-60%Peste 6-8
min.140-160Repetari pentru perfectionare, rezistenta generala
Aerob de lucru
si de restabilireMica 25-40%Ore120-140Eforturi la invatarea
procedeelor tehnice, in exercitii de coordonare, de incalzire, de
sensibilizare neuro-musculara, de restabilire
Tabel cu F.C. dependent de sursele energetice si de durata
efortului:Sursa energeticaF. C. Durata
Aeroba120 - 150 (140 p./ min.)Peste 5 min.
Aerob anaerob160 - 190 (175 p./min.)2 5 min
Anaerob lactacid170 - 190 (180 p/min.)21 sec.- 2 min.
Anaerob alactacid180 - 190 (185 p/min.)1 20 sec.
ObosealaOboseala este generata de toti factorii care contribuie
la efectuarea contractiei musculare (fiziologici, neuromusculari,
metabolici, endocrini, etc.) a caror limita de rezistenta in timp
este diferita.
Printre cele mai importante cauze ale oboselii sunt:
-consumarea (diminuarea) rezervelor energetice din muschi,
sange, ficat, tesut adipos;
-nerefacerea acestor rezerve la timp;
-acumularea de catabolizante (acid lactic, acid fosforic, bioxid
de carbon);
-dereglarea centrilor nervosi din scoarta si bulb;
-dereglari biochimice in placa motorie si la nivelul sinapsei
nervoase;
-dereglari ale contractiei in grupele musculare solicitate.
Consecintele oboselii
Instalarea oboselii in organism n urma eforturilor conduce clar
la diminuarea capacitatii de efort, iar acest lucru este insotit de
urmatoarele fenomene, considerate consecinte ale oboselii:
*scaderea coordonarii neuro - musculare;
*diminuarea excitabilitatii musculare si cresterea cronaxiei;
(cronaxie= timpul minim de declansare a unei reactii de
excitabilitate la un stimul);
*scaderea puterii functionale a sistemelor si organelor;
*afectarea organelor senzoriale si de percepere a relatiilor cu
mediul extern;
*aparitia palorii la fata, a transpiratiei abundente, a
senzatiei de sufocare;
*scaderea tonusului psihic si a capacitatilor de vointa;
*imposibilitatea continuarii efortului.
Mecanismul aparitiei oboselii
Nu exista o unanimitate de pareri in randul specialistilor cu
privire la producerea oboselii, iar din acest punct de vedere
acestia s-au impartit in doua 'tabere':
*o parte dintre specialisti promoveaza teoria 'oboselii
centrale', sustinand producerea oboselii mai intai in centri
nervosi si in reteaua aferenta si abia dupa aceea sa apara si
oboseala periferica;
*a doua grupa de specialisti sustin, din contra, teoria oboselii
periferice, acordand primordialitate producerii oboseli la nivelul
contractiei musculare si a sistemelor neuro-musculare.
Realitatea practica se pare ca este sustinuta de ambele pareri,
solicitarile din antrenamente producand atat fenomenul de oboseala
periferica cat si cel de oboseala centrala, lantul de comanda
senzoriala a contractiei musculare avand in componenta atat
elemente periferice cat si elemente centrale, in care pot aparea
reduceri ale randamentului (Dragnea A. cit.de Ungureanu O.).
Mecanismul oboselii poate fi tratat si prin prisma
particularitatilor efortului din diverse ramuri de sport. Astfel,
localizarea oboselii la nivel central este determinata de
sporturile care cer o coordonare neuro-musculara mai deosebita, cum
sunt tirul, scrima, sariturile de la trambulina, elementele mai
complexe din gimnastica, actiunile din sporturile de lupta,
fragmente din jocurile sportive, etc.
In ramurile de sport care nu necesita o coordonare complexa, cum
sunt sporturile ciclice sau probele de rezistenta, producerea
oboselii are loc mai intai la nivelul componentelor periferice
(muschi, marile functiuni, rezerve energetice).
Aceasta diferentiere a mecanismului de producere a oboselii are
mare importanta din punct de vedere practic, permitand cresterea
volumului si a intensitatii efortului prin alternarea
caracteristicilor (alternarea surselor energetice, a grupelor
musculare solicitate, a gradului de coordonare, a programarii
componentelor a.s., a lucrului pentru diferite aptitudini motrice
si combinarile acestora) (cit.id.).
Refacerea sau restabilirea
Practic, refacerea inseamna combaterea oboselii aparute in
timpul efortului, care diminueaza randamentul sportiv ulterior.
De la inceput trebuie diferentiata refacerea de notiunea de
recuperare.
Recuperarea se situeaza in zona patologiei sportive si ea se
refera la vindecarea unei rani sau a unei fracturi, etc. precum si
la modalitatile de readucere la parametri functionali a segmentului
sau aparatului respectiv.
Refacerea constituie parte integranta din a.s. fiind inclusa in
programul fiecarei zile de pregatire, mai mult chiar, capata tot
mai mult semnificatia unui proces distinct, care succede efortului
sau antrenamentului in totalitate si care beneficiaza de o
metodologie proprie, o dotare adecvata, un timp repartizat special
in regimul diurn, condus fiind de cadre specializate.
Dupa eforturile din antrenamente sau concursuri urmeaza,
imediat, asa numitul repaus anabolic, care exprima, de fapt,
scaderea pronuntata a rezervelor energetice la nivelul diferitelor
aparate, sisteme si organe ale corpului, si care inseamna starea de
oboseala fiziologica. Daca, insa, se depasesc posibilitatile
functionale ale organismului se creeaza premisele intrarii intr-o
alta faza, a oboselii patologice, cu toate consecintele ei.
Se poate vorbi de o refacere naturala sau spontana a
organismului, dependenta de sistemul nervos central, care
constituie forma principala de restabilire dupa antrenamente si
concursuri. In cadrul refacerii naturale exista un anumit
stereotip, o anumita ordine, in care parametrii vegetativi
(frecventa cardiaca, frecventa respiratorie, tensiunea arteriala,
etc.) se restabilesc primii, la nivel de minute, iar parametrii
metabolici, neuroendocrini si enzimatici se restabilesc mai tarziu,
la nivel de ore si chiar zile.
Refacerea, ca si efortul, se individualizeaza, tinand cont de
varsta, sex, nivel de pregatire, conditii de mediu (altitudinea de
600 - 800 m fiind cea mai indicata), ramura de sport, starea de
stress, natura si durata efortului, momentul abordarii ei (in
antrenament, dupa antrenament, in microciclu, in mezociclu, in
macrociclu etc.).
Refacerea trebuie dirijata de cadre de specialitate si chiar de
medici, daca se ajunge la cazuri de consumuri exagerate de
energie.
Refacerea dirijata se aplica unor organisme sanatoase, afectate
insa de efort, ceea ce o deosebeste inca o data de recuperare, care
se aplica unor organisme bolnave (handicapate morfologic sau
functional).
De mare importanta este si obiectivizarea refacerii si ea
vizeaza: apetitul, dispozitia de antrenament, randamentul,
instalarea oboselii, somnul (cantitativ si calitativ ), proba
clino-ortostatica (pulsul in culcat, dupa ridicarea din pat si dupa
20 de genuflexiuni), curba ponderala ( dimineata la desteptare,
inainte si dupa efort), apneea dupa inspiratie si dupa expiratie,
dinamometria etc.). Toate aceste date sunt la indemana sportivului
si a antrenorului si ele pot fi urmarite foarte bine intr-un jurnal
de autocontrol, care cuprinde toti factorii, obiectivi si
subiectivi, modul lor de manifestare fiind urmarit zilnic, fie de
sportiv, fie de cei din team-work.
In acelasi timp, se pot culege date in laborator, care privesc
capacitatea vitala, urina, viteza de reactie, lactatul capilar,
starea de nutritie, starile functionale: cardio-respira-torie,
hepato-renala, neuropsihica, neuro-musculara, etc.
Exista o serie de scheme orientative care privesc refacerea, cu
o dozare specifica a mijloacelor de refacere, in functie de natura
solicitarilor. Rezumativ, o enumerare a acestor mijloace de
accelerare a refacerii, ar putea fi urmatoarea (Ghidul sportului
curat):
1. Incheierea (in engleza cooling down) antrenamen-tului sau a
competitiei cu o alergare continua de intensitate scazuta, 110-120
batai/min, timp de 10-15 min.
Stretching=intinderea muschilor incordati pana la re-simtirea
unei usoare dureri si pastrarea pozitiei si tensionarii muschilor
timp de 1-2 min.
Mijloace fizio-hidro-balneoterapice:
*dusuri, pentru masarea si relaxarea muschilor incor-dati. Se
utilizeaza la tmperatura de 37-38, timp de 2-5 min., sau dusuri
alternative: 1o-12 sec. apa rece, 1-2 min. apa calda, repetandu-se
de 2-3 ori;
*cada sau bazin la 38-40C, cu adaugare de saruri de Bazna sau de
plante (flori de tei, de musetel, frunze de nuc etc.), cu
efectuarea unor exercitii de intindere in apa. Baia trebuie facuta
in primele doua ore de dupa efort;
*sauna la 80-90 C, fara ca elementii de incalzire sa fie umezi.
Pentru a se obtine o refacere optima subiectii vor ramane in sauna
pana cand incepe transpiratia. Pot sa urmeze dusuri alternative
calde-reci, dupa descrierea de mai sus;
* masaj manual sau instrumental (vibromasaj);
* refacere la 600 - 800 m altitudine;
4. Mijloace psiho-terapeutice: convorbiri, sugestie si
autosugestie, tehnici de relaxare neuropsihica, antrenamentul
psiho- somatic, antrenamntul autogen etc.;
5. Mijloace dietetice: alimentatie normo-calorica,
nor-mo-proteica, hipolipidica, hiperglucidica, bogata in vitamine,
care sa refaca in cel mai scurt timp rezerva de energie etc.;
6. Mijloace farmacologice: complexe vitaminice, com-plexe
minerale, compusi glucidici, aminoacizi si concentrate proteice,
diversi alti produsi ca: piracetam, piravitan, folicisteina,
aslavital etc.;
7. Odihna activa si pasiva (somnul). Somnul este una din cele
mai importante componente ale refacerii si cea mai la indemana,
durata minima a acestuia fiind de 6-8 ore.METABOLISMUL ENERGETIC.
CICLUL LUI KREBS. PROCESUL DE FOSFORILARE OXIDATIV
Ciclul lui Krebs
Ciclul acizilor tricarboxilici (TCA), numit i ciclul acidului
citric (dup componenta care iniiaz acest ciclu) sau ciclul Krebs
(dup numele autorului care a stabilit secvenele mai importante ale
acestui ciclu), reprezint o cale oxidativ major de degradare a
metabolitelor pn la etapa final CO2 i H2O. Acest ciclu constituie o
cale comun de degradare a glucidelor, lipidelor i aminoacizilor
(respectiv cetoacizilor corespunztori) i, prin aceasta, stabilete
interrelaiile metabolice ale acestor trei grupe de componente
fundamentale ale celulei vii.Ciclul lui Krebs este constituit
dintr-o succesiune de reacii catalizate de enzime specifice
localizate n mitocondrii, reacii de decarboxilri, oxidoreduceri,
hidratri n cursul cruia energia eliberat n procesele oxidative este
depozitat n ATP sub form de legturi fosfat macroergice, form de
energie pe care celula o poate utiliza direct i imediat. Prin
numrul mare de molecule de ATP generate n acest ciclu, acesta
constituie sursa energetic major pentru organism. Astfel dintr-o
molecul de glucoz, prin degradarea sa anaerob la dou molecule de
acid lactic, se genereaz 4 legturi fosfat macroergice din care dou
se consum pe parcursul degradrii iar dou rmn ca rezerv energetic
sub form de doi moli ATP, pe cnd, prin degradarea aerob, pe calea
ciclului lui Krebs, dintr-o molecul de acid lactic rezult 18 moli
ATP, i respectiv, pentru o molecul de glucoz 36 de legturi
fosfat.Ciclul acizilor tricarboxilici, prezentat n figura 14 este
iniiat (att pentru glucide, lipide i aminoacizi) prin formarea
acidului citric.
Acidul citric rezult printr-un proces de condensare ntre restul
acetil sub form de acetil-COA i acidul oxalilacetic. Reacia de
condensare este catalizat de o enzim specific de condensare i
necesit prezena Mg2+. Aa cum am vzut, prin decarboxilarea oxidativ
a acidului piruvic se formeaz radicalul acetil (CH3-CO-) care este
activat i rezult acetil-COA, aa numitul acetat activ. Este activat
att gruparea carboxil din molecula acidului acetic ct i hidrogenul
gruprii metil a aceleiai molecule.
Fig. 1. Ciclul acizilor tricarboxilici sau ciclul Krebs
Urmtoarea etap a ciclului Krebs este transformarea acidului
citric n acid cisaconitic i acid izocitric. Reacia are loc sub
aciunea unei hidrataze aconitaza, care catalizeaz i trecerea
acidului cisaconitic la acid izocitric. Acidul izocitric format
sufer o reacie de hidrogenare i trece la acid oxalilsuccinic.
Reacia este catalizat de izocitric dehidrogenaza n prezena NADP ca
acceptor specific de hidrogen.Transformarea acidului oxalilsuccinic
n acid cetoglutaric are loc sub aciunea unei decarboxilaze
specifice oxalilsuccinicdecar-boxilaza i necesit prezena Mn2+. n
aceast etap are loc trecerea de la acizii tricarboxilici cu 6C la
un diacid catonic cu 5C. Echilibrul este mult deplasat n sensul
formrii acidului cetoglutaric, dei reacia este
reversibil.Transformarea acidului cetoglutaric n acid succinic are
loc printr-o decarboxilare oxidativ analoag ca mecanism cu
decarboxilarea oxidativ a acidului piruvic i la care particip
enzima cetoglutarat dehidrogenaza (cetoglutaroxidaza).
Transformarea acidului cetoglutaric are loc printr-o succesiune de
reacii complexe, care n final duc la acidul succinic. Aceste
transformri au loc n prezena mai multor cofactori:
tiaminpirofosfatul (TPP), acidul lipoic LSS, coenzima A(HS-COA),
nicotinamidadenindinucleotid (NAD), acidul adenozindifosforic
(ADP), acidul guanozindifosforic (GDP) i fosfatul mineral
(H3PO4).Aceast etap de trecere de la ac. cetoglutaric la acidul
succinic, care are loc printr-o serie de faze intermediare, este
importante i pentru motivul c, n aceast etap, are loc trecerea la
acizii dicarboxilici cu 4C.
Trecerea de la acidul succinic la acidul fumaric este catalizat
de succindehidrogenaza i mai particip citocromul b, citocromul c i
a 3 (citocromoxidaza). Acest sistem enzimatic este constituit
dintr-un complex de enzime arhitectonic organizat care catalizeaz
oxidarea succinatului la fumarat pe calea sistemului citocrom i
este o reacie cheie a ciclului Krebs. Este de semnalat c, n reacia
de dehidro-genare a acidului succinic, nu particip drept coenzime
nicotinadenin-dinucleotidenzimele (NAD i NADP), ci un
flavindinucleotid, oxidarea are loc direct printr-un transfer de
electroni de pe succinat prin intermediul succindehidrogenazei,
respectiv FAD din enzime pe sistemul citocromic, respectiv pe Fe3+
din molecula acestora.Trecerea acidului fumaric la acid malic are
loc sub aciunea catalitic a unei hidrataze: fumaraza.
Acidul malic trece n acid oxalilacetic sub aciunea
malicdehidrogenazei i necesit prezena NAD. n aceast etap se
regenereaz componenta de plecare a ciclului acizilor
tricarboxilici.Aceast reacie nchide o turaie complet a ciclului i
procur o molecul de acid oxalilacetic, care poate accepta un nou
rest acetil. n succesiunea de reacii descrise se formeaz dou
molecule de bioxid de carbon i 8 atomi de hidrogen. Bioxidul de
carbon format n cursul acestor reacii se elimin prin expiraie, iar
cei 8 atomi de hidrogen sunt fixai pe acceptorii enzimatici ai
catenei de oxidare fosforilant (NAD, NADP, FAD, citocromi) i sunt
activai, putnd reaciona cu oxigenul molecular cu formare de H2O,
produsul final al arderilor.
Deci rezultatul procesului de degradare aerob este oxidarea
biologic din care rezult bioxidul de carbon i apa conform
reaciei:
C6H12O6 + 6O2= 6CO2+ 6H2O
Rezultatul degradrii aerobe a glucidelor este eliberarea unei
cantiti mari de energie (688 kcal) pe mol glucoz i din aceast
energie cca 45% se depoziteaz n 38 moli ATP i este utilizat n
travaliul muscular i n alte activiti consumatoare de energie, iar
restul se pierde sub form de energie caloric.
Pentru bilanul energetic al organismului, depozitarea energiei
sub form de ATP este mai important dect cldura produs simultan i
pentru multe aprecieri este suficient cunoaterea producerii de ATP
n moli/mol de acid acetic oxidat (n cursul interaciunii ciclului
Krebs cu catena respiratorie).
Stadiul intercelular de cuplare a oxidrii metabolitelor
(glucide, lipide, protide) pe calea ciclului lui Krebs cu sinteza
ATP, este mitocondria. Astfel rezult:
- din treptele a 3-a, a 5-a i a 9-a prin oxidarea NAD. H, cte 3,
n total 9 ATP
- din treapta a 7-a, prin oxidare flavinic 2 ATP
- din treapta a 6-a, prin transferul legturii macroergice 1
ATP
Total 12 ATP
Ciclul lui Krebs nu este numai o cale pentru catabolism, ci i
un
colector de produi intermediari. El preia fragmentele C2 din
metabolismul glucidic, lipidic i proteic, este legat de sinteza
glucozei (substana cheie n acest caz este acidul oxalacetic) i
furnizeaz materie prim pentru sinteza unor aminoacizi: aspartic i
glutamic. Acidul succinic are rol n sinteza inelului porfirinic,
respectiv a hemoglobinei.Oxidri celulare, fosforilarea oxidativ i
acumularea de energie.
Oxidarea biologic const n totalitatea proceselor biochimice prin
care celula i obine energia necesar activitii ei vitale.
Oxidarea substanelor organice n organism, aa cum am vzut, are
loc cu formarea de CO2, H2O i energie, nmagazinat sub form de
legturi chimice n compuii macroergici.Karlson schematizeaz procesul
de oxidare a substanelor organice n trei etape principale:
1. moleculele organice complexe sunt desfcute n fragmente
coninnd 2 atomi de C (aldehidgliceric, acid fosfogliceric, acid
piruvic, acetat activ);
2. degradarea fragmentelor cu doi atomi de carbon are loc n
ciclul lui Krebs pn la produii finali ai oxidrii biologice 8H i
2CO2. Cei 8H preluai de NAD i FAD sunt activai sub form de protoni
n cadrul catenei respiratorii i reacioneaz cu O2- activat de
citocromul a3 pentru a forma molecula de ap;
3. energia care rezult n urma acestui proces este datorat
reaciei de combinare a hidrogenului cu oxigenul transportat de
hemoglobin de la plmn la esuturi. O parte din energia eliberat n
urma acestor procese redox cca, 45% este nglobat sub form de
legturi macroergice n structura ATP.Legtura macroergic (~) prin
hidroliz elibereaz o cantitate de energie de aproximativ 6
Kcal/mol.
Rolul ATP este de stocare a energiei chimice i de transport al
energiei. ATP poate difuza spre locuri din celul care necesit
energie.
Energia chimic din ATP se elibereaz n timpul transferului
grupelor fosfat terminale ctre anumite molecule acceptoare, care n
acest mod sunt potenate energetic i pot intra astfel n stare
reactiv. Hidroliza ATP elibereaz 12,5 Kcal/mol.
Energia chimic mai poate fi stocat n derivai organici care conin
legtura macroergic ~ S (acetil COA). Acetil-COA aa cum am subliniat
formeaz fondul metabolic comun.
Lanul respirator reprezint o succesiune de reacii de
oxido-reducere bazate pe potenialele redox ale enzimelor implicate.
Procesele de respiraie celular i de fosforilare oxidativ au loc
aproape n toate celulele aerobe. Enzimele implicate n lanul
respirator i n fosforilarea oxidativ sunt localizate n mitocondrii,
sediul oxidrii glucidelor, lipidelor, aminoacizilor n cadrul
catenei respiratorii, al ciclului Krebs i a degradrii oxidative a
acizilor grai. Mitocondriile sunt particule intracelulare de o form
globular cu un diametru de aproximativ 1 ce ocup aproximativ 20%
din volumul citoplasmei.
Datorit cercetrilor lui Chance, Slater, Lehninger .a., astzi
posedm un tablou destul de cuprinztor al componentelor catenei
respiratorii. Ea reprezint un sistem multienzimatic care preia
atomii de hidrogen din metaboliii ciclului Krebs i ai procesului
oxidrii acizilor grai i i transfer spre ultimul acceptor. Acest
proces este catalizat de trei clase principale de enzime
oxido-reductoare. n catena respiratorie, succesiunea enzimelor este
realizat n funcie de potenialele redox ale coenzimelor. Electronii
se scurg de la substane relativ electronegative n ordinea
cresctoare a potenialului redox spre oxigenul tisular sau celular,
furnizat de hemoglobin. Cele trei clase de enzime oxido-reductoare
sunt:
1. Piridin-dehidrogenaze avnd drept coeziune NAD sau NADP
(catalizeaz mai ales reaciile de sintez);
2. Flavin-dehidrogenaze avnd coenzima FAD sau FMN;
3. Citocromi care conin nucleu porfirinic.
Prin intermediul acestui sistem enzimatic potenialele redox
devin din ce n ce mai pozitive pe msura trecerii electronilor de la
substrat la O2. Potenialului redox cel mai negativ ( 0,32 V) este
posedat de sistemul redox NAD+/NADH + H+, din acest motiv se afl
situat la captul catenei respiratorii i acioneaz ca un colector de
hidrogeni provenii din ciclul lui Krebs. Cel mai oxidat inel al
lanului este format de citocromii a + a3 (E = + 0,28 V) care cedeaz
electroni oxigenului ionizndu-l. ntre aceste dou uniti se situeaz
alte sisteme cu diferite poteniale.
Modul de aciune
Piridindehidrogenazele NAD transfer 2H de la substrat la forma
oxidat a piridinnucleotidei (NAD+).
Piridinnucleotida redus (NADH) cedeaz H flavin enzimelor
transformndu-le n forma redus FADH2 sau FMNH2, ea trecnd n forma
oxidat NAD+. Unele enzime flavinice reacioneaz direct asupra
substratului reducndu-l fr intermediul lui NAD (exemplu
dehidrogenaza succinic catalizeaz trecerea de la succinat la
fumarat). Acceptorul de electroni a flavienzimelor reduse este
sistemul citocromic. Cercetrile recente arat c este probabil, ca
preluarea s se fac prin intermediul feroproteinelor nehemice i prin
coenzima Q (ubichinona). Prezena Fe n feroproteine face posibil
trecerea de la sistemele transportoare de 2 electroni
(transportoare de hidrogen) la cele transportoare de 1 electron
(citocromi).
Coenzima Q poate funciona ca o molecul solubil n lipidele
membranei mitocondriale, face legtura ntre flavine i citocromi. O
alt posibilitate este oxidarea direct a flavinenzimelor de ctre
sistemul citocromic fr participarea sistemului chinonic (coenzima
Q), cazul caracteristic lanului respirator necuplat cu fosforilarea
oxidativ.
Citocromii sunt enzime hemice care se afl n celulele cu
mecanisme de oxidare aerob. Au gruparea prostetic Fe porfirine,
activitatea catalitic bazndu-se pe transformarea reversibilFe2+
Fe3+. Funcia citocromilor este de purttori de electroni.Bazat pe
potenialul redox, transferul de electroni n citocromi are urmtoarea
succesiune:
citocrom bCccitocrom a + a3 (care reprezint dou stri ale uneia i
aceleeai enzime citocromoxidaza sau fermentul respirator Wartburg).
Complexul a + a3 reprezint inelul final propriu-zis care reacioneaz
cu O2 ionizndu-l. Prin aceast reacie sistemul de citocromi a + a3
este oxidat, reducerea lui este fcut din nou de citocromul C.
Produsul final al oxidrii aerobe este apa.Fosforilarea oxidativ
Fosforilarea oxidativ este procesul de cuplare a reaciilor de
oxidare a diferiilor produi ai metabolismului intermediar cu
fosforilarea ADP, deci cu sinteza de ATPproces care se traduce n
ultim instan prin nglobarea temporal a energiei eliberate n cursul
reaciilor de oxido-reducere sub form de legturi chimice n molecula
macroergic a ATP-ului. Procesul fosforilrii oxidative poate fi
redat schematic prin reaciile:DH2+ AD + AH2ADP + PATP
DH2+ A + ADP + PD + AH2+ ATPunde DH2 este un donator de
hidrogen, iar A un acceptor de hidrogen. Dup natura acceptatorului
de hidrogen se disting dou procese de fosforilare oxidativ:
- fosforilarea oxidativ la nivelul substratului (cnd DH2 i A
acceptorii de hidrogen nu fac parte din catena respiratorie);
- la nivelul catenei respiratorii.
Fosforilarea oxidativ la nivelul substratului
Acest tip de fosforilare se ntlnete n faza de degradare anaerob
a glucidelor (glicoliz), respectiv la reacia de trecere a acidului
piruvic n acid lactic, catalizat de lactatdehidrogenaz cuplat cu
oxidarea NADH.
Fosforilarea oxidativ la nivelul catenei res