Συστήματα ενέργειας για την άσκηση Δρ Παναγιώτης Β. Τσακλής Αναπλ. Καθηγητής Εμβιομηχανικής.

Παρουσίαση με θέμα: "Συστήματα ενέργειας για την άσκηση Δρ Παναγιώτης Β. Τσακλής Αναπλ. Καθηγητής Εμβιομηχανικής."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Συστήματα ενέργειας για την άσκηση Δρ Παναγιώτης Β. Τσακλής Αναπλ. Καθηγητής Εμβιομηχανικής

2 Το ανθρώπινο σώμα έχει δομηθεί ώστε να κινείται με πολλούς τρόπους : Γρήγορα και δυναμικά…Γρήγορα και δυναμικά… Με χάρη και συγχρονισμό…Με χάρη και συγχρονισμό… Να αντέχει για πολλές ώρες…Να αντέχει για πολλές ώρες… …και εξαρτάται από τις ικανότητές του να παράγει ενέργεια…

3 …παρατηρούμε πολλές αντιθέσεις.. Οι γρήγορες κινήσεις διαρκούν λίγα δευτερόλεπτα….Οι γρήγορες κινήσεις διαρκούν λίγα δευτερόλεπτα…. Περιορισμένη ταχύτητα, διαρκεί για αρκετά λεπτά…Περιορισμένη ταχύτητα, διαρκεί για αρκετά λεπτά… Περιορισμένη ένταση,(50%)- διαρκεί για αρκετές ώρεςΠεριορισμένη ένταση,(50%)- διαρκεί για αρκετές ώρες Το σώμα χρησιμοποιεί διαφορετικά ενεργειακά συστήματα για την κάθε δραστηριότητα…

4 Τα κύτταρα στο σώμα χρειάζονται ενέργεια για να λειτουργήσουν ΤΡΟΦΗ=ΕΝΕΡΓΕΙΑ (E)

5 Τα κύτταρα δεν παίρνουν ενέργεια άμεσα από την τροφή, θα πρέπει να σπάσει σε : ATP-Adensosine TRIphosphate ATP = είναι μια μορφή ενέργειας για άμεση χρήση, χρειάζεται στα κύτταρα για να λειτουργήσουν και στους μυς για να συσπαστούν…

6 Τροφές που μας δίνουν ενέργεια: υδατάνθρακεςλίπηΠρωτεϊνεςΓλυκόζη Λιπαρά οξέα αμινοξέα δίαιτα Απορροφώνται στο αίμα & μεταφέρονται στα κύτταρα (μυς, ήπαρ & νεύρα) Χρησιμοποιούνται να παράγουν ATP, ή αποθηκεύονται

7 Το ATP αποθηκεύεται σε μικρές ποσότητες και μέρος του αποθηκεύεται στα: Γλυκόζη = γλυκογόνο (μυς & ήπαρ)Γλυκόζη = γλυκογόνο (μυς & ήπαρ) Λιπαρά οξέα = σωματικό λίποςΛιπαρά οξέα = σωματικό λίπος Αμινοξέα = για αύξηση, αναδόμηση, ή αποβάλλεται ως υπόλοιπο…Αμινοξέα = για αύξηση, αναδόμηση, ή αποβάλλεται ως υπόλοιπο…

8 Επικρατούντες μηχανισμοί απόδοσης της ενέργειας…. ATP (2-3 seconds)ATP (2-3 seconds) ATP-CP Energy System (8-10 seconds)ATP-CP Energy System (8-10 seconds) Anaerobic Energy System (2-3 minutes)Anaerobic Energy System (2-3 minutes) Aerobic Energy System (3 minutes +)Aerobic Energy System (3 minutes +)

9 0 sec 4 sec 10 sec 1.5 min 3 min + δύναμη – ισχύς: άρση βαρών, σφαίρα, golf swing Παρατεταμένη ισχύς: sprints, fast breaks, football Αναερόβια ισχύς – αντοχή: 200-400 m dash, 100 m swim Αερόβια ισχύς: πάνω από 800 m run άμεσα/βραχέα αερόβια-οξειδωτικά μη-οξειδωτικά συστήματα συστήματα

10 ATP-CP Energy System ATP αποθηκεύεται στους μυς & ήπαρ για “Γρήγορη Ενέργεια” για “Γρήγορη Ενέργεια” Νευρικά ερεθίσματα, ενεργοποιούν τη διάσπαση του ATP σε ADPΝευρικά ερεθίσματα, ενεργοποιούν τη διάσπαση του ATP σε ADP ADP = Adenosine Diphosphate & 1 PhosphateADP = Adenosine Diphosphate & 1 Phosphate Το σπάσιμο του φωσφορικού δεσμού= ενέργεια για έργο…Το σπάσιμο του φωσφορικού δεσμού= ενέργεια για έργο…

11 Το μόριο του ATP Adenosine Adenosine ενέργεια Adenosine Triphosphate (ATP) α. Adenosine Triphosphate (ATP) η διάσπαση του ATP: β. η διάσπαση του ATP: P P P P P P ATP = ADP + energy for biological work + P (ADP = Adenosine Diphosphate) Ενέργεια για κυτταρική λειτουργία

12 Για παρατεταμένες συστολές…το ATP θα πρέπει να ΑΝΑΔΟΜΗΘΕΙ… Αυτό γίνεται από το διαχωρισμό της ΦωσφοΚρεατίνης, CP (Creatine Phosphate μία πηγή υψηλής ενέργειας, αυτόματα) Όταν χρησιμοποιείται το ATP – ανασυντίθεται καθ’όσον υπάρχει CP Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη διάσπαση της CP, επανασυνδέει το ADP & P..

13 ΘΥΜΗΘΕΙΤΕ – μόνο μικρές ποσότητες ATP αποθηκεύονται = μόνο για 2-3 sec. ενέργειας ATP-CP = 8-10 sec. of Energy Η χρησιμότητα δεν έγγυται στην ΠΟΣΟΤΗΤΑ ενέργειας, αλλά στις ΓΡΗΓΟΡΕΣ & ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ κινήσεις Για μεγαλύτερες περιόδους έργου = θα πρέπει να αξιοποιηθούν τα συστήματα Αερόβιας & Αναερόβιας ενέργειας

14 Η άμεση ανασύνθεση του ATP από την CP Creatine P Creatine P ενέργεια Δεσμός υψηλης ενέργειας Creatine Phosphate (CP) α. Creatine Phosphate (CP) CP = Creatine + energy for resynthesis of ATP + P β. CP = Creatine + energy for resynthesis of ATP + P Adenosine P P P ADP + ενέργεια από CP + P = ATP (αναστροφή από το ATP = ADP + P + ενέργεια) γ. ADP + ενέργεια από CP + P = ATP (αναστροφή από το ATP = ADP + P + ενέργεια)

15 Σύστημα αναερόβιας ενέργειας Απουσία Οξυγόνου = δραστηριότητες που απαιτούν μεγάλη δαπάνη ενέργειας σε μικρή χρονική περίοδο…Απουσία Οξυγόνου = δραστηριότητες που απαιτούν μεγάλη δαπάνη ενέργειας σε μικρή χρονική περίοδο… Αναερόβια Γλυκόλυση = Παραγωγή του ATP από υδατάνθρακες, δίχως οξυγόνο (διάσπαση της γλυκόζης)Αναερόβια Γλυκόλυση = Παραγωγή του ATP από υδατάνθρακες, δίχως οξυγόνο (διάσπαση της γλυκόζης)

16 Όσο το Γλυκογόνο αποθηκεύεται στους μυς και το ήπαρ, είναι διαθέσημο άμεσα… Αυτό το σύστημα παρέχει ATP, όταν το ATP- CP τελειώνει… …ενώ πάλι το ATP-CP διαρκεί για λίγα δευτερόλεπτα, το σύστημα αναερόβιας ενέργειας επιτρέπει 2-3 λεπτά έργου…

17 1.Η διαδικασία παραγωγής του ATP, δεν είναι τόσο γρήγορη όσο του συστήματος ATP- CP, και κάνει πιο αργή τη μυϊκή συστολή 2.Όταν δεν υπάρχει Οξυγόνο παρόν, το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης είναι το Γαλακτικό Οξύ (lactic acid), το οποίο προκαλεί τη μυϊκή κόπωση… 3.Η αναερόβια γλυκόλυση, είναι λιγότερο αποτελεσματική στο να παράγει ATP, από την αερόβια γλυκόλυση, αλλά χρειάζεται για υψηλή ενεργοποίηση ολίγων λεπτών…

18 Δίχως οξυγόνο Γλυκόζη = 2ATP + 2LA (προερχόμενη από δίαιτα υδατανθράκων) Γλυκόζη = 3ATP + 2LA (από τις αποθήκες γλυκογόνου)

19 Με οξυγόνο Γλυκόζη + O 2 = 36ATP + H 2 O + CO 2 Λιπαρά οξέα + O 2 = 129ATP Το σωματικό λίπος είναι η μεγαλύτερη πηγή ενέργειας….

20 Χρέος Οξυγόνου = το σώμα δεν μπορεί να τροφοδοτήσει με αρκετό O 2 τους μυς…. …όταν αυτοί δεν πάρουν αρκετό οξυγόνο, επέρχεται κόπωση, προκαλόντας άμεση και ακούσια ελλάτωση της έντασης… Oxygen Debt = “pays back” the deficit recovery time recovery time

21 Σύστημα αερόβιας ενέργειας Παρουσία οξυγόνου = χρήση από μεγάλες μυϊκές ομάδες παρατεταμένα…Παρουσία οξυγόνου = χρήση από μεγάλες μυϊκές ομάδες παρατεταμένα… Αερόβια γλυκόλυση & Οξείδωση των λιπαρών οξέων = η παραγωγή του ATP από υδατάνθρακες & λίπος…Αερόβια γλυκόλυση & Οξείδωση των λιπαρών οξέων = η παραγωγή του ATP από υδατάνθρακες & λίπος…

22 1.O 2 εισέρχεται στο σύστημα, σταματά τη διάσπαση του γλυκογόνου σε γαλακτικό οξύ… 2.Με οξυγόνο, το γλυκογόνο σπάει σε : ATP + CO 2 + H 2 0 3.Αυτά τα παράγωγα, είναι ευκολότερο να αποβληθούν… το CO 2 από τους πνεύμονες… το CO 2 από τους πνεύμονες… το H 2 0 χρησιμοποιείται στους μυς… το H 2 0 χρησιμοποιείται στους μυς…

23 Σύστημα αναερόβιας ενέργειας = οι υδατάνθρακες είναι η μόνη πηγή καυσίμου 4.Σύστημα αναερόβιας ενέργειας = οι υδατάνθρακες είναι η μόνη πηγή καυσίμου 5.Με παρατεταμένη άσκηση, οι υδατάνθρακες είναι η πρώτη εκλογή καυσίμου, καθώς η άσκηση συνεχίζει, το λίπος αναλαμβάνει… 6.Η πρωτεϊνη δε είναι κύρια πηγή καυσίμου, εκτός εάν υπάρχει ανάγκη…

24 Κάθε σύστημα παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας..Κάθε σύστημα παίζει σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενέργειας.. Αυτό μας δίνει μία ποικιλία κινήσεων..Αυτό μας δίνει μία ποικιλία κινήσεων.. Τα συστήματα αλληλεπιδρούν για να παράσχουν ενέργεια για τη δραστηριότητα..Τα συστήματα αλληλεπιδρούν για να παράσχουν ενέργεια για τη δραστηριότητα..

25 Δοκιμασίες αερόβιας Ικανότητας Δρ Παναγιώτης Β. Τσακλής Αναπλ. Καθηγητής Εμβιομηχανικής

26 αερόβια ικανότητα… …η αερόβια ισχύς, η μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου και η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου (VO 2 max), αποτελούν συνώνυμους όρους οι οποίοι χρησιμο- ποιούνται εναλλακτικά για να προσδιορίσουν την καρδιοαναπνευστική ικανότητα και την εν γένει λειτουργική ικανότητα του οργανισμού …η αερόβια ισχύς, η μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου και η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου (VO 2 max), αποτελούν συνώνυμους όρους οι οποίοι χρησιμο- ποιούνται εναλλακτικά για να προσδιορίσουν την καρδιοαναπνευστική ικανότητα και την εν γένει λειτουργική ικανότητα του οργανισμού

27 αερόβια ικανότητα… Η αερόβια ικανότητα, αντιπροσωπεύει την ικανότητα πρόσληψης, μεταφοράς και κατανάλωσης οξυγόνου στη μονάδα του χρόνου Η αερόβια ικανότητα, αντιπροσωπεύει την ικανότητα πρόσληψης, μεταφοράς και κατανάλωσης οξυγόνου στη μονάδα του χρόνου Όσο μεγαλύτερη είναι η αερόβια ικανότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα παραγωγής έργου (ενέργειας) ενός ατόμου Όσο μεγαλύτερη είναι η αερόβια ικανότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα παραγωγής έργου (ενέργειας) ενός ατόμου Η αερόβια ικανότητα, βασίζεται στο μεγαλύτερο της μέρος στην αρμονική συνεργασία του αναπνευστικού, του καρδιαγγειακού και του μυϊκού συστήματος Η αερόβια ικανότητα, βασίζεται στο μεγαλύτερο της μέρος στην αρμονική συνεργασία του αναπνευστικού, του καρδιαγγειακού και του μυϊκού συστήματος

28 …Χρησιμότητα της αξιολόγησης της αερόβιας ικανότητας ….το ποσό του Ο 2 που χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια μιας μέγιστης δοκιμασίας, μπορεί να θεωρηθεί ως έμμεσος δείκτης της ενέργειας την οποία παράγει ο οργανισμός με αερόβιες διαδικασίες… ….το ποσό του Ο 2 που χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια μιας μέγιστης δοκιμασίας, μπορεί να θεωρηθεί ως έμμεσος δείκτης της ενέργειας την οποία παράγει ο οργανισμός με αερόβιες διαδικασίες…

29 Ο περιοδικός έλεγχος της αερόβιας ικανότητας βοηθά στον καθορισμό των παρακάτω…. Της ικανότητας του οργανισμού να παράγει ενέργεια αερόβια. Της ικανότητας του οργανισμού να παράγει ενέργεια αερόβια. Της λειτουργικής κατάστασης του καρδιοαναπνευστικού συστήματος. Της λειτουργικής κατάστασης του καρδιοαναπνευστικού συστήματος. Του επιπέδου απόδοσης του αθλητή σε μια δεδομένη στιγμή. Του επιπέδου απόδοσης του αθλητή σε μια δεδομένη στιγμή. Της καταλληλότητας ενός αθλητή για συμμετοχή σε ένα συγκεκριμένο τύπο αθλήματος. Της καταλληλότητας ενός αθλητή για συμμετοχή σε ένα συγκεκριμένο τύπο αθλήματος. Της έμφασης που θα πρέπει να δοθεί στην αερόβια προπόνηση. Της έμφασης που θα πρέπει να δοθεί στην αερόβια προπόνηση. Του τύπου της αερόβιας προπόνησης που θα πρέπει να εφαρμοστεί (πχ:συνεχούς ή διαλειμματικής μορφής). Του τύπου της αερόβιας προπόνησης που θα πρέπει να εφαρμοστεί (πχ:συνεχούς ή διαλειμματικής μορφής). Της επίδρασης που έχει ένα προπονητικό πρόγραμμα στη πρόοδο του αθλητή. Της επίδρασης που έχει ένα προπονητικό πρόγραμμα στη πρόοδο του αθλητή. Της τακτικής συμπεριφοράς του αθλητή στο άθλημα ή αγώνισμα το οποίο συμμετέχει (πχ στο ποδόσφαιρο για την κάλυψη των θέσεων του κέντρου επιλέγονται αθλητές με υψηλά επίπεδα αερόβιας ικανότητας). Της τακτικής συμπεριφοράς του αθλητή στο άθλημα ή αγώνισμα το οποίο συμμετέχει (πχ στο ποδόσφαιρο για την κάλυψη των θέσεων του κέντρου επιλέγονται αθλητές με υψηλά επίπεδα αερόβιας ικανότητας).

30 Προσδιορισμός της Μέγιστης Πρόσληψης Ο 2

31 …η VΟ 2 max, αποτελεί το μέγιστο όγκο του Ο 2 το οποίο καταναλώνει ο οργανισμός στη μονάδα τον χρόνου…

32 Μέθοδοι προσδιορισμού της VΟ 2 max

33 Τρόποι Προσδιορισμού της VΟ2 max Η VΟ 2 max αξιολογείται με άμεσες και έμμεσες διαδικασίες προσδιορισμού. Η VΟ 2 max αξιολογείται με άμεσες και έμμεσες διαδικασίες προσδιορισμού. Η διαφορά μεταξύ αμέσων και εμμέσων διαδικασιών αξιολόγησης της καρδιοαναπνευστικής ικανότητας, αναφέρεται στο ότι οι πρώτες την καθορίζουν με σχετική ακρίβεια, ενώ οι δεύτερες προβλέπουν τη VΟ 2 max μέσω εξισώσεων παλινδρόμησης Η διαφορά μεταξύ αμέσων και εμμέσων διαδικασιών αξιολόγησης της καρδιοαναπνευστικής ικανότητας, αναφέρεται στο ότι οι πρώτες την καθορίζουν με σχετική ακρίβεια, ενώ οι δεύτερες προβλέπουν τη VΟ 2 max μέσω εξισώσεων παλινδρόμησης

34 Έμμεσος προσδιορισμός της VΟ 2 max Δοκιμασίες υπομέγιστης έντασης: Δοκιμασίες υπομέγιστης έντασης: Κυλοεργομετρική Δοκιμασία Astrand-Ryhming

35 Υπολογισμός παραγόμενου έργου στο μηχανικό εργοποδήλατο… Μια ολόκληρη περιστροφή των πεντάλ σε ένα μηχανικό εργαποδήλατο Monark, μετακινεί τη μεταλλική ρόδα κατά 6m. Όταν τοποθετηθεί ως αντίσταση 1kp (1kg), τότε κάθε περιστροφή συντελεί σε παραγωγή 1kp x 6m * rpm-¹ = 6kpm μηχανικού έργου (ισχύος). Αν η συχνότητα περιστροφών καθορισθεί στις 50 rpm με αντίσταση 1kp τότε: Μια ολόκληρη περιστροφή των πεντάλ σε ένα μηχανικό εργαποδήλατο Monark, μετακινεί τη μεταλλική ρόδα κατά 6m. Όταν τοποθετηθεί ως αντίσταση 1kp (1kg), τότε κάθε περιστροφή συντελεί σε παραγωγή 1kp x 6m * rpm-¹ = 6kpm μηχανικού έργου (ισχύος). Αν η συχνότητα περιστροφών καθορισθεί στις 50 rpm με αντίσταση 1kp τότε:

36

37

38 Τελικός Υπολογισμός VO 2 max

39

40 YMCA Submaximal Cycle Test δοκιμασία πολλαπλών σταδίων, της οποίας αντικειμενικός σκοπός είναι να επέλθει σταθεροποίηση της ΚΣ μέσα στο εύρος των 110 – 150 b/min (γραμμική σχέση μεταξύ ΚΣ και επιβάρυνσης) σε δύο διαδοχικά στάδια… … δοκιμασία πολλαπλών σταδίων, της οποίας αντικειμενικός σκοπός είναι να επέλθει σταθεροποίηση της ΚΣ μέσα στο εύρος των 110 – 150 b/min (γραμμική σχέση μεταξύ ΚΣ και επιβάρυνσης) σε δύο διαδοχικά στάδια…

41 1 ο στάδιο 2 ο στάδιο 3 ο στάδιο 3,0 kg 4,5 kg 2,0 kg 2,5 kg 3,5 kg 4,0 kg 3,0 kg 3,5 kg 2,5 kg 4,0 kg 3,5 kg 3,0 kg 1,0 kg