Nie bij rekordów, dbaj o siłę i moc

Dlaczego dla osiemdziesięciolatka wchodzenie po schodach na 1-2 piętro, powoduje podobne zmęczenie mięśni, jak bieg zawodnika na 400 m? – o tym opowiada prof. Jerzy Żołądź, współtwórca sukcesu Adama Małysza, profesor Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, członek zwyczajny The Physiological Society (London).

Fot. PAP/ M.Kmieciński
Fot. PAP/ M.Kmieciński

Zgodzi się pan, że wiedza o fizjologii wysiłku może pomóc nie tylko zawodnikom osiągać wyższy poziom sportowy, ale też osobom starszym zwiększać tolerancję wysiłku i hamować proces starzenia?

Tak, jak najbardziej. Trudno byłoby mi sobie wyobrazić obecnie planowanie treningu sportowego bez solidnej wiedzy o fizjologii i biochemii wysiłku fizycznego. Uważam, że wiedza ta jest niezbędna zarówno w przypadku planowania treningu sportowego jak i w planowaniu treningu dla osób rozpoczynających aktywność fizyczną na poziomie rekreacyjnym. Zaryzykuję stwierdzenie, że planowanie treningu fizycznego dla osób o niższej wydolności fizycznej wymaga więcej precyzji w dobrze obciążeń treningowych - częstotliwość, intensywność i czas trwania wysiłku - aniżeli w przypadku sportowców wyczynowych.
 
Dlaczego?

Przedawkowanie obciążeń treningowych sportowca wyczynowego ma, oczywiście, ogromne negatywne skutki, gdyż prowadzi najczęściej do obniżenia, zamiast wzrostu formy sportowej, przetrenowania, urazów sportowych oraz często do zakończenia kariery sportowej. W przypadku zastosowania nadmiernych obciążeń treningowych dla osób o niższej wydolności fizycznej w tym pacjentów, konsekwencje mogą być jeszcze poważniejsze, gdyż skutkować mogą szeregiem komplikacji zdrowotnych.

Brzmi groźnie. Czyli trzeba by ustalić fizjologiczne kryteria dozowania właściwych obciążeń treningowych dla osób starszych. A może one już są?

Pewne kryteria już są, ale nie wszyscy są świadomi ich istnienia. Nie ma powszechnie stosowanych badań oceniających zdolność wysiłkową osób zdrowych czy pacjentów. Niestety, najczęściej aktywność fizyczna osób w młodym wieku jak i osób starszych daleka jest od optymalnej dla danej osoby.

Co może osoba w wieku 70 plus? Użył pan kiedyś porównania, że na przykład wchodzenie po schodach na 1-2 piętro, u większości osób po 80. roku życia, powoduje podobne zmęczenie mięśni, jak bieg zawodnika na 400 m.

Wydolność fizyczna człowieka już po przekroczeniu 25 roku życia, stopniowo maleje. Najwcześniej widoczne jest pogorszenie maksymalnej szybkości skracania się mięśni oraz ich mocy maksymalnej – zdolności do wysiłków sprinterskich, a nieco później pogorszenie wytrzymałości mięśni – zdolności do wysiłków długotrwałych. Zatem z początkiem procesu starzenia się mięśni mamy do czynienia już w relatywnie młodym wieku. Związana z wiekiem postępująca utrata zdolności wysiłkowych człowieka przebiega u różnych osób w różnym tempie. Istotny wpływ na jej przebieg mają takie czynniki jak: poziom aktywności fizycznej, podłoże genetyczne, higiena życia, występowanie chorób. Na przykład dla wielu osób nawet po przekroczeniu 80 roku życia, wejście po schodach na trzecie piętro nie jest wielkim stresorem, ale dla osób w podobnym wieku, lecz o niskiej wydolności fizycznej, zadanie to jest tak dużym wysiłkiem jak bieg sprinterski dla sportowca. Wysiłek taki skutkuje bowiem podobnym poziomem bolesności mięśni oraz wielkości zaburzeń statusu metabolicznego w mięśniach jak bieg sprinterski na 400 m w wykonaniu sportowca. Co ciekawe, trening fizyczny w istotny sposób zmniejsza negatywny wpływ wieku na wydolność fizyczną człowieka. Dlatego trening osób starszych jest pożyteczny i wskazany w budowaniu rezerwy funkcjonalnych mięśni i układu krążenia. Chodzi głównie o zbudowanie wystarczającej rezerwy siły, mocy i wytrzymałości, aby bez zmęczenia wykonać czynności fizyczne dnia codziennego.

Rys. Krzysztof "Rosa" Rosiecki

Ruch rozwija nie tylko mięśnie, ale i mózg. Od dawna.

Ćwiczysz, biegasz, chodzisz – rozwijasz swój mózg, a zwiększanie aktywności fizycznej zapobiega demencji. To wszystko dlatego, że miliony lat temu zaczęliśmy wędrować w poszukiwaniu pożywienia.

Powiedzmy jeszcze coś o produkcji energii w mięśniach szkieletowych i przyczynach ich zmęczenia oraz, co chyba trudne, poproszę o odpowiedź na pytanie, który czynnik lub czynniki spośród wielu badanych "wyłączają" pracę mięśni szkieletowych i sercowego?

Mięśnie szkieletowane wytwarzają energię w postaci ATP (adenozyno-5′-trifosforan), którą w około 1/5 zamieniają na pracę mechaniczną, reszta wytworzonej energii rozpraszana jest w postaci ciepła. W mięśniach szkieletowych funkcjonują trzy głównie systemy wytwarzania energii: fosforylacja oksydacyjna, glikoliza beztlenowa oraz reakcja kinazy kreatynowej.

Fosforylacja oksydacyjna to w uproszczeniu szereg reakcji w mitochondriach komórek w celu wytworzenia ATP - system niskich mocy produkcji energii. Niezbędny do zasilania organizmu w energię w spoczynku oraz podczas wysiłków długotrwałych o umiarkowanej intensywności np. w biegu maratońskim.

Reakcją dostarczającą ATP w najszybszym tempie, np. w czasie biegów sprinterskich, gdzie zużycia energii są bardzo duże, jest reakcja kinazy kreatynowej.

Pośrednią tj. posiadającą większą moc produkcji ATP (mM ATP/s) niż fosforylacja oksydacyjna a mniejszą niż reakcja kinazy kreatynowej jest proces glikolizy beztlenowej.

Trening fizyczny usprawnia wszystkie te reakcje/procesy. Dla potrzeb dnia codziennego najważniejsza jest fosforylacja oksydacyjna. Przekroczenie maksymalnej mocy produkcji ATP w procesie fosforylacji oksydacyjnej skutkuje zaburzeniem statusu metabolicznego mięśni, w tym wzrostem stężenia w mięśniu szkieletowym jak i w sercu takich metabolitów jak Pi, ADP oraz H+. Czynników - najpierw ograniczających, a przy maksymalnych ich stężeniach „wyłączających” pracę mięśni szkieletowych lub pracę serca. Zarówno maksymalna moc jak i sprawność energetyczna fosforylacji oksydacyjnej wzrasta w procesie treningu. Dobrze zaplanowany trening skutkuje przesunięciem mocy krytycznej (ang. critical power) w prawo, tj. w kierunku wyższych mocy czy prędkości biegu. W przypadku osoby w starszym wieku wiąże się to ze wzrostem prędkości marszu bez uczucia zmęczenia, a w przypadku sportowca - poprawą wyniku sportowego w konkurencjach wytrzymałościowych, np. w biegu maratońskim.  

Był pan redaktorem i współautorem dwóch rozdziałów wydanego w Stanach Zjednoczonych podręcznika na temat energetyki, siły, mocy, wytrzymałości, jak i przyczyn zmęczenia mięśni. No właśnie, jakie są przyczyny zmęczenia mięśni?

Zachęcam do lektury wspomnianego opracowania, które dostępnie jest także w naszym kraju: Muscle and Exercise Physiology - 1st Edition (elsevier.com)., tam czytelnik znajdzie pełną odpowiedź na to pytanie.

Tymczasem, w pewnym uproszczeniu można powiedzieć, że przyczyny zmęczenia organizmu człowieka w wysiłku fizycznym dzielimy na dwie grupy: czynniki odpowiedzialne za zmęczenie ośrodkowe, czyli mózgowe, procesy metaboliczne działające na poziomie mózgu, prowadzące do osłabienia/wyłączenia motywacji do kontynuowania wysiłku. Ten rodzaj zmęczenia dotyczy najczęściej wysiłków długotrwałych.

Drugi rodzaj zmęczenia  zwany zmęczeniem obwodowym zlokalizowany jest w mięśniach, a u jego podłoża leżą takie czynniki jak: osiągnięcie krytycznych stężeń metabolitów w mięśniu: fosforan nieorganiczny, adenozynodifosforan, jony wodorowe.

Istotną rolę w zmęczeniu mięśni i całego organizmu może odgrywać także zaburzenie gospodarki wodno-elektrolitowej organizmu.

Ważną rolę w zmęczeniu mięśni odgrywa również wyczerpanie substratów energetycznych, głównie fosfokreatyny i glikogenu w całym mięśniu albo w poszczególnych włóknach mięśniowych decydujących o określonym działaniu.

Pewną rolę w zmęczeniu mięśni przypisuje się także reaktywnym formom tlenu (ROS). Tu ukłon w kierunku nieżyjącego już, wybitnego polskiego biochemika prof. dr hab. Jerzego Popinigisa, pioniera badań w naszym kraju nad znaczeniem produkcji wolnych rodników w warunkach wysiłkowych. Pomimo długiej historii badań w tym obszarze, nasza wiedza zarówno w kwestii mechanizmów produkcji jak i znaczenia ROS w zmęczeniu mięśni jest wciąż niewystraczająca i wymaga dalszych badań.

Zdjęcie ilustracyjne/Fot. PAP/J.Kaczmarczyk

Zapobieganie cukrzycy: dieta i ruch lepsze niż leki

U osób z wysokim ryzykiem cukrzycy typu 2 zmiana stylu życia daje lepsze efekty w powstrzymaniu lub opóźnieniu choroby niż lek. Są na to solidne dowody.

Na koniec nie mogę nie zapytać, czy nie tęskni pan za sportem wyczynowym? Mam na myśli niezapomniane sukcesy Adama Małysza i jego bułkę z bananem.

Sport wyczynowy bardzo lubię i uważnie śledzę. Często odpowiadam na pytania wielu trenerów różnych specjalności, zwłaszcza dotyczące optymalizacji treningu oraz przekraczania kolejnych granic możliwości sportowych ich zawodników. Jeśli chodzi o trening Adama Małysza, najważniejszą kwestią z mojego punktu widzenia było opracowanie nowego, niestosowanego wcześniej na świecie programu mocy i wytrzymałości mięśni skoczka narciarskiego. Program ten oparty był na najnowszych osiągnieciach fizjologii wysiłku i fizjologii mięśni, które miałem przyjemność poznawać w czasie licznych staży/wizyt naukowych w uniwersytetach Holandii, Wielkiej Brytanii czy Danii. Generalnie celem tego programu było wytrenowanie mięśni Adama tak, aby jego reakcje metaboliczne, czyli reakcja kinazy kreatynowej i paradoksalnie fosforylacja oksydacyjna były w stanie sprostać najwyższym wymogom tej konkurencji. Jak pamiętamy, było to możliwe. Chodziło o osiąganie największej mocy maksymalnej mięśni kończyn dolnych w relacji do masy ciała oraz zbudowanie dużej odporność na zmęczenie, pozwalającej na rywalizację na światowym poziomie przez cały sezon. Tak zbudowana wydolność fizyczna Adama Małysza otworzyła przestrzeń do nowej techniki skakania, co w połączeniu z treningiem psychologicznym zbudowało znaczącą przewagę nad konkurencją światową. Specjalna dieta, w tym zapamiętana przez wielu „bułka z bananem”, były częścią tego programu.

Mówiąc krótko, profesor Żołądź wybrał naukę.

Bezwzględnie tak. Bez nauki nie ma mowy o postępie w żadnej wymiernej dziedzinie życia. Sport wyczynowy jest dużym polem zastosowań wielu osiągnieć nauki.
 

Ekspert

Fot. Archiwum prof. J. A. Żołędzia

Prof. Jerzy Andrzej Żołądź, - stopień doktora otrzymał w Frije Universiteit Amsterdam (Holandia), członek zwyczajny The Physiological Society (London). Pracuje na Wydziale Nauk o Zdrowiu Collegium Medicum UJ. Pełni funkcję kierownika Katedry Fizjologii Wysiłku i Bioenergetyki Mięśni. Interesuje się fizjologią wysiłku, fizjologią sportu, ze szczególnym uwzględnieniem energetyki i przyczyn zmęczenia mięśni. Współtwórca sukcesu Adama Małysza. Członek Polskiej Akademii Nauk - Komitet Rehabilitacji, Kultury Fizycznej i Integracji Społecznej. Autor wielu artykułów naukowych. Przez trzy lata pracował z 60-osobowym zespołem światowych ekspertów nad podręcznikiem „Muscle and Exercise Physiology”, prezentującym największe dokonania z fizjologii mięśni i wysiłku fizycznego. Podręcznik ten wydany przez Academic Press, Elsevier, London, dystrybuowany jest do wszystkich ważniejszych uniwersytetów na świecie. Recenzent prac habilitacyjnych i doktoratów. Ostatnio na temat mięśni mówił w czasie „Free Radicals in Biology, Medicine, Sport and Nutrition” („Wolne rodniki w biologii, medycynie, sporcie i żywieniu”), największej w Europie środkowo-wschodniej konferencji o wolnych rodnikach i biochemii wysiłku fizycznego, która odbyła się na terenie Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego.

Autorka

Beata Igielska

Beata Igielska - Dziennikarka z wieloletnim doświadczeniem w mediach ogólnopolskich, gdzie zajmowała się tematyką społeczną. Pisała publicystykę, wywiady, reportaże - za jeden z nich została nagrodzona w 2007 r. W Serwisie Zdrowie publikuje od roku 2022. Laureatka nagród dziennikarskich w kategorii medycyna. Prywatnie wielbicielka dobrej literatury, muzyki, sztuki. Jej konikiem jest teatr – ukończyła oprócz polonistyki, także teatrologię.

ZOBACZ TEKSTY AUTORKI

ZOBACZ PODOBNE

  • Werewka/PAP

    Historia. Brudne ręce chirurgów zamiast leczyć uśmiercały 

    Jeszcze na początku XIX w. chirurdzy kroili pacjentów brudnymi rękami. Nie myli ich nawet po sekcji zwłok, gdy udawali się tuż po tym przyjmować porody. Nosili czarne fartuchy, by łatwiej było na nich ukryć ślady krwi. Lekarz, który wpadł na prostą zależność – brudne ręce – zakażenie – popadł w obłęd, bo środowisko nie dało mu wiary. Dlaczego tyle wieków musiało minąć od stworzenia mydła do jego powszechnego stosowania, również w medycynie? I komu udało się w końcu odkazić sale operacyjne?

  • Adobe Stock

    Cukier = próchnica

    Dentyści apelują do rodziców o powstrzymanie się przed dodawaniem cukru, w tym syropów owocowych i miodu, do posiłków i przekąsek w pierwszych dwóch latach życia dziecka. Potem lepiej też go ograniczać. Zobacz, co jeszcze pomoże ci uniknąć próchnicy. 

  • Adobe Stock

    Cukrzyca typu 1 z perspektywy korytarza szkolnego

    Patronat Serwisu Zdrowie

    Ania, Iwona, Justyna…to tylko trzy z setek matek spędzające całe dnie w przedszkolach, szkołach. Dlaczego? Ich dzieci mają cukrzycę typu 1 (CT1), a placówki nie chcą brać odpowiedzialności za opiekę. Powinna być ona sprawowana przez pielęgniarki. Tych jednak brakuje, a pozostali pracownicy nie wyrażają najczęściej zgody na podawanie leków. Obowiązek ten spada zatem na rodziców.

  • Adobe Stock

    Cichy zawał nie boli

    Przebiega prawie niezauważalnie. Daje objawy przypominające grypę lub zwykłe przeziębienie. W podobny sposób objawia się choćby niedobór witamin, minerałów i rozmaite nerwice. Trudno go rozpoznać, łatwo go „przechodzić”, dlatego bywa nazywany cichym zabójcą.

NAJNOWSZE

  • Werewka/PAP

    Historia. Brudne ręce chirurgów zamiast leczyć uśmiercały 

    Jeszcze na początku XIX w. chirurdzy kroili pacjentów brudnymi rękami. Nie myli ich nawet po sekcji zwłok, gdy udawali się tuż po tym przyjmować porody. Nosili czarne fartuchy, by łatwiej było na nich ukryć ślady krwi. Lekarz, który wpadł na prostą zależność – brudne ręce – zakażenie – popadł w obłęd, bo środowisko nie dało mu wiary. Dlaczego tyle wieków musiało minąć od stworzenia mydła do jego powszechnego stosowania, również w medycynie? I komu udało się w końcu odkazić sale operacyjne?

  • Generator Innowacyjności - od pomysłu do więzi międzypokoleniowych

  • Budynki podświetlone na czerwono na znak sprzeciwu wobec krzywdzenia dzieci

  • Jak się lepiej uczyć? Jest kilka trików

  • Cukier = próchnica

  • Adobe Stock

    Rany trudno gojące się pod kontrolą

    W Polsce aż milion pacjentów zmaga się z ranami trudno gojącymi się albo inaczej przewlekłymi, takimi jak odleżyny oraz owrzodzenia – cukrzycowe, żylne, niedokrwienne czy nowotworowe. Ten typ ran odpowiada za ogromne cierpienia fizyczne i psychiczne chorych oraz stanowi poważne wyzwanie dla systemu ochrony zdrowia.

  • Mikroplastik można znaleźć nawet w mózgu czy sercu – wskazują wstępne badania

  • Nie do kosza ani do WC, czyli jak utylizować leki