Podczas ćwiczeń dochodzi do postępującej redukcji naszych zdolności do wytwarzania siły mięśniowych. Wszelkie procesy w obrębie układu nerwowego, a także w mięśniach przyczyniają się do rozwijania zmęczenia. Oprócz upośledzenia funkcji narządu ruchu, odczucia związane ze zmęczeniem i upośledzeniem homeostazy mogą przyczyniać się do pogorszenia wydajności podczas wysiłku [1]. Choć zmęczenie z fizjologicznego punktu widzenia jest zjawiskiem normalnym i wręcz koniecznym, gdyż zapobiega potencjalnemu destrukcyjnemu działaniu na organizm, to jednak osoby związane ze sportem chciały by jak najdłużej pracować na jak największej intensywności, chciały by na każdej jednostce treningowej być w stanie dać z siebie jak najwięcej. Aby tak było, prócz dostosowania odpowiednich obciążeń treningowych, warto by się zastanowić nad mechanizmami powodującymi zmęczenie, bo poznając je, jesteśmy w stanie poprawić naszą wydajność w czasie jednostki treningowej, zarówno biorąc pod uwagę zmęczenie ostre jak i chroniczne
IZOLAT BIAŁKA SERWATKOWEGO OD TESTOSTERONE.PL
FIZJOLOGIA WYSIŁKU – BIOENERGETYKA
W celu zrozumienia pojęcia zmęczenia trzeba dowiedzieć się jak nasz organizm produkuję energie. Naszym jedynym BEZPOŚREDNIM paliwem dla skurczu mięśnia (czyli wszelkiej aktywności ruchowej) jest adenozytrójfosforan (ATP) [2]. Problemem jest fakt, iż stężenie tego związku jest stosunkowo niskie. By zobrazować jak niewielkie zasoby tego substratu występują w naszym w organizmie można podać następujący przykład. Ilość ATP była by wystarczająca na około 15 sekund pracy na poziomie 75% maksymalnego poboru tlenu, jednak tylko na mniej niż 2 sekundy, gdy wysiłek wykonany byłby z maksymalną intensywnością [3]. Jak łatwo się domyślić, nasze bezpośrednie źródło energii musi być w bardzo szybki sposób odnawiane. To jak szybko i w jakich reakcjach będzie uzupełniane zależy od intensywności i długości pracy (między innymi), a zasoby, z których ATP będzie resyntezowane mają bardzo duże znaczenie w głównym bohaterze tego artykułu – zmęczeniu. By zaspokoić zapotrzebowanie naszego organizmu na energie, adenozytrójfosforan będzie odnawiany w następujący sposób:
- Czerpanie energii z sarkoplazmatycznych zasobów fosfokreatyny – reakcja ta będzie się charakteryzować najszybszym odnawianiem ATP. Dla zobrazowania, powiedzmy, że będzie to nasze paliwo rakietowe
- Glikoliza beztlenowa – produkcja energii z glukozy, w której produkt (pirogronian) jest przemianiany do mleczanu. Wysokie stężenie laktatu we krwi świadczy o dużym udziale glikolizy anaerobowej w wysiłku. Dla zobrazowania, powiedzmy, że będzie to benzyna 98.
- Szlaki tlenowe – uzyskiwanie energii zarówno z glukozy jak i zasobów tłuszczowych – najmniej wydajne uzyskiwanie energii, jednak dające możliwości produkcji jej w najdłuższym czasie. Dla zobrazowania, powiedzmy, że będzie to napęd elektryczny (w tym artykule szalki tlenowe nie będą mieć istotnego znaczenia).
W tym miejscu warto także obalić pewien mit. Wszystkie systemy energetyczne działają równolegle, a nie każdy po sobie (Ryc. 2). Różni się jedynie procentowy udział każdego z nich w resyntezowaniu ATP.
Ryc. 1 Hargreaves i in. 2018, Systemy energetyczne
WITAMINA D3 (5000 IU) OD APOLLO’S HEGEMONY
Ryc 2. Hargreaves i in. 2018, Udział poszczególnych systemów energetycznych podczas 30 sekund maksymalnego izokinetycznego ćwiczenia kolarskiego
PRZYCZYNY ZMĘCZENIA – WYCZERPANIE FOSFOKREATYNY
Fosfokreatyna (PCr), jako najbardziej wydajny substrat energetyczny będzie nieodłącznie związany z wysiłkami o maksymalnej intensywności, czyli gdy chcemy jak najszybciej pobiec, czy jak najwyżej skoczyć. PCr pod względem stężenia będzie nieco podobne do ATP, jej ilość wystarczy zaledwie na około 5-10 sekund pracy, natomiast resynteza jest stosunkowo długa. Odnawianie PCr jest procesem zależnym od tlenu, który ma zarówno szybki, jak i powolny komponent [4]. Składowa szybka trwa około 21–22s, natomiast składowa wolna trwa dłużej niż 170 s. Innymi słowy, by być w stanie wykonać ponownie wysiłek maksymalny po wyczerpaniu zasobów PCr, przerwa między seriami musi trwać na tyle długo, by doszło do względnie całkowitego uzupełnienia fosfagenów (np. trening szybkości). Natomiast wykorzystanie nieliniowej odbudowy zasobów PCr ma bardzo duże znaczenia w powtarzanych wysiłkach (np. interwały). Wydaję się, że przez odpowiednie zabiegi jesteśmy w stanie wspomóc odnawianie fosfokreatyny, a wiedząc, że jest to nasze paliwo rakietowe, może się to okazać prawdziwym game changerem dla naszych zdolności wysiłkowych.
JAK SOBIE Z TYM RADZIĆ?
W przypadku maksymalizacji wyników, zależeć nam będzie na tym by pula fosfokreatyny była jak największa, a także by resynteza fosforanu kreatyny była najszybsza jak to możliwe. Choć poprawienie tego mechanizmu może być związane z treningami, tutaj chciałbym wspomnieć jedynie o zabiegach suplementacyjnych. W tym przypadku na wybieg wychodzi powszechnie znana i lubiana kreatyna, której działanie pozytywne można doświadczyć na naprawdę wielu płaszczyznach. Jednak w kontekście zmęczenia, istotny faktem będzie to, że chroniczna podaż kreatyny jest w stanie zwiększyć całościową pulę tego związku w organizmie [5]. Prawdopodobnie większe znaczenie może mieć zwiększenie szybkości resyntezy fosfokreatyny. W sytuacji, gdzie mamy do czynienia z powtarzającymi się wysiłkami o wysokiej intensywności z niepełną restytucją (np. sporty zespołowe), suplementacja kreatyną wydaje się być idealnym rozwiązaniem, mającym na celu poprawę dyspozycji sportowej, przynajmniej po względem motorycznym. Pamiętajmy, że nie dość iż suplementacja kreatyną może poprawić naszą wydajność w czasie meczu, takie samo działanie uzyskamy na każdej jednostce treningowej. Sumując to wszystko, dokładając cegiełka po cegiełce do każdego treningu, ostatecznie (przynajmniej w teorii), stosowanie tego prawdopodobnie najpopularniejszego suplementu na świecie może znacząco przyczynić się do istotnej poprawy naszych wyników sportowych. Dopełniając formalności, 5g dziennie będzie odpowiednią dawką by w pełni wykorzystać potencjał tego suplementu [6]. Ponadto, najprostszy monohydrat kreatyny będzie optymalnym wyborem.
MONOHYDRAT KREATYNY OD TESTOSTERONE.PL
WSPARCIE DLA KAŻDEGO RODZAJU AKTYWNOŚCI
PRZYCZYNY ZMĘCZENIA – GLIKOLIZA BEZTLENOWA
Na wstępie trzeba zaznaczyć, że glikoliza beztlenowa sama w sobie nie będzie przyczyną zmęczenia, co więcej, dzięki niej jesteśmy w stanie kontynuować wysiłek o wysokiej intensywności, w sytuacji wyczerpania fosfagenów, o których mowa była przed chwilą. Jednak wysiłek na naszej „benzynie 98” będzie nieodłącznie powiązany z dość szybko postępującym pogarszaniem zdolności wysiłkowych. Udział glikolizy beztlenowej znacząco zwiększa się po przekroczeniu progu mleczanowego – intensywności, w której dochodzi do nieliniowego wzrostu poziomu mleczanu [7]. Ale co nam to mówi? W uproszczeniu, w sportach stricte wytrzymałościowych udział glikolizy beztlenowej będzie niewielki, tacy sportowcy raczej na te aspekty zmęczenia nie muszą zwracać bardzo dużej uwagi (ale częściową jednak powinni, większość ich aktywności będzie odbywać się jednak poniżej wcześniej wspomnianego progu, a przynajmniej wysiłek startowy). Inaczej sytuacja ma się w wysiłkach trwających 1-10 minut (np. bieg na 1500 metrów), choć nie tylko, gdyż na tapecie ponownie pojawiają się sporty charakteryzujące się powtarzalnym, maksymalnymi wysiłkami (sporty zespołowe). Jednak przechodząc już do mechanizmów zmęczenia, bo o tym jest ten artykuł. Bardzo powszechnie wymieniane tutaj będą jony wodorowe (H+), których największa akumulacja rzeczywiście przypada na sytuacje, gdy to glikoliza beztlenowa wiedzie prym w produkcji ATP. Tutaj ponownie warto obalić mit mówiący, że to kwas mlekowy jest źródłem obniżenia Ph. Produkcja mleczanu działa buforująco, po stronie substratów widnieją H+, więc reakcja katalizowana przez dehydrogenazę mleczanową NIE JEST odpowiedzialna za produkcję jonów wodorowych [8] (Ryc. 3). Wracając jednak do wcześniej wspomnianych protonów. Ich produkcja nieodłącznie związana jest z hydrolizą ATP, ponadto w przypadku tej reakcji dojdzie także do powstawania fosforanu nieorganicznego (Pi). Odnosząc się do badań, rzeczywiście dane pokazują, że podwyższone poziomy H+ (pH ~6,2) i Pi (~30 mM) działają synergistycznie, obniżając funkcję mostka poprzecznego, hamując siłę izometryczną, skracając prędkość skurczu, czy moc szczytową [9]. Choć Allen i in. [10] w swojej pracy przeglądowej sugerują inne mechanizmy odpowiedzialne za zmęczenie w czasie aktywności angażującą w największym stopniu glikolizę beztlenową, to jednak zwiększenie pojemności buforowej, wydaje się bardzo istotne by opóźniać „glikolityczne” zmęczenie.
Ryc. 3 Robergs i in. 2004, Reakcja przemiany pirogronianu do mleczanu
JAK SOBIE Z TYM RADZIĆ?
Jako, że obniżenie Ph koreluje z wystąpieniem zmęczenia, logiczne wydaje się, że wspomaganie systemu równowagi kwasowo-zasadowej, może przyczynić się do poprawy naszej wydajności sportowej (gdy to pojemność buforowa jest ogranicznikiem wysiłku). Od razu nasuwają się tutaj dwa suplementy: beta-alanina oraz wodorowęglany. Pierwszy ze wspomnianych suplementów to związek, który wykazuje działanie buforujące wewnątrzkomórkowe. Konkretnie jest prekursorem karnozyny, która posiada zdolności neutralizacji jonów wodorowych. Jej stosowanie może podnieść możliwości, jak już zostało wcześniej wspomniane wysiłkach od 1 do 10 minut, a także w wysiłkach, które charakteryzują sporty zespołowe. Choć beta alaninie najczęściej przypisuje się działanie buforujące jako efekt ergogeniczny, to jednak coraz większą uwagę zwraca się na fakt jej wpływu na jony wapnia (Ca2+), które są bezpośrednio związane z samym skurczem mięśnia [11]. Abstrahując od mechanizmu jej działania, stosowanie 4-6 g na dobę [12] jest zalecaną dawką by cieszyć się z korzyści płynących ze stosowania tego suplementu. Pamiętać trzeba, że dopiero podaż chroniczna ma efekty ergogeniczne, co za tym idzie, dzięki ciągłej, systematycznej podaży uzyskamy efekty poprawy zdolności do wysiłków glikolitycznych.
Przechodząc do wodorowęglanów, ich działanie także będzie opierać się na poprawie zdolności buforowych organizmu. Suplementacja tym związkiem wpływa na zwiększenie stężenia jonów wodorowęglanowych (HCO3-) we krwi. Warto wyjaśnić tutaj mechainizm działania buforu dwuwęglanowego. Jeśli pH krwi jest zbyt zasadowe, H+ rozpuszcza się z kwasu węglowego (H2CO3) tworząc HCO3-. Z drugiej strony HCO3 wiąże H+, jeśli pH krwi jest zbyt kwaśne, w wyniku czego H2CO3 ponownie dysocjuje na wodę (H2O) i dwutlenek węgla (CO2). Prowadzi to do zwiększonego tempa oddychania, a także wydychania CO2 (ze względu na jego wzmożoną produkcję) i przywrócenia równowagi kwasowo-zasadowej. Tutaj w grę w chodzi wodorowęglan sodu. Badania pokazują, że dodatkowa zdolność buforowania egzogennego HCO3– doprowadziła do zwiększenia mleczanu we krwi po wysiłku, co prawdopodobnie jest spowodowane większym wypływem H+ [13].
większe stężenie mleczanu = większy wysiłek glikolityczny = lepszy performance.
W odróżnieniu od beta alaniny, już jednorazowa podaż wodorowęglanów (szczególnie wodorowęglanu sodu), wykazuje działanie ergogeniczne. Dawka 0,3 g/kg masy ciała jest uznana za optymalną. Niestety, ryzykiem są potencjalne problemy żołądkowe-jelitowe, które wręcz mogą spowodować działanie ergolityczne [14]. Okazuje się jednak, że podaż wodorowęglanu sodu chronicznie, w mniejszych dawkach, także wykazuje potencjalne korzystne działanie w kontekście wysiłków glikolitycznych, a przy tym znacząco redukuje ryzyko wystąpienia problemów gastrycznych [15,16].
BETA-ALANINA OD TESTOSTERONE.PL – WSPARCIE WYTRZYMAŁOŚCI ORGANIZMU
PODSUMOWANIE
Artykuł ten objął jedynie aspekty związane z mechanizmami powstawania zmęczenia wywołanego na skutek wysiłków charakteryzujących się wysoką oraz maksymalną intensywności. Tego rodzaju aktywność będzie związana z obszernym spektrum szeroko pojętej rywalizacji sportowej. Choć oczywiście, adaptacje treningowe będą ściśle związane z przeciwdziałaniem zmęczeniu, to jednak okazuje się, że w bardzo prosty sposób, bo tylko poprzez podaż suplementów, jesteśmy w stanie jeszcze wspomóc ten proces, a zarazem skutek treningowy i przez to suma summarum podnieść swoje możliwości sportowe. Warto pamiętać, że dany suplement swoją korzyść pokazać może tylko w określonych okolicznościach. Rozumiejąc przemiany energetyczne, czy fizjologię sportu, jesteśmy w stanie dostosować (w tym wypadku) suplementację do naszych potrzeb.
BIBLIOGRAFIA:
1] Taylor JL, Amann M, Duchateau J, Meeusen R, Rice CL. Neural Contributions to Muscle Fatigue: From the Brain to the Muscle and Back Again. Med Sci Sports Exerc. 2016;48(11):2294-2306. doi:10.1249/MSS.0000000000000923
[2] Ament W, Verkerke GJ. Exercise and fatigue. Sports Med. 2009;39(5):389-422. doi: 10.2165/00007256-200939050-00005. PMID: 19402743.
[3] Hargreaves M, Spriet LL. Exercise Metabolism: Fuels for the Fire. Cold Spring Harb Perspect Med. 2018 Aug 1;8(8):a029744. doi: 10.1101/cshperspect.a029744. PMID: 28533314; PMCID: PMC6071548.
[4] Volek JS, Kraemer WJ, Bush JA, Boetes M, Incledon T, Clark KL, Lynch JM. Creatine supplementation enhances muscular performance during high-intensity resistance exercise. J Am Diet Assoc. 1997 Jul;97(7):765-70. doi: 10.1016/S0002-8223(97)00189-2. PMID: 9216554.
[5] Kraemer W.J., Beeler M.K., Post E.M., Luk H.Y., Lombard J.R., Dunn-Lewis C., Volek J.S. (2019) Physi- ) Physiological Basis for Creatine Supplementation in Skeletal Muscle and the Central Nervous System. In Nutrition and Enhanced Sports Performance. Academic. Press, 581-594. DOI: 10.1016/B978-0-12-813922-6.00049-7
[6] Cox G, Mujika I, Tumilty D, Burke L. Acute creatine supplementation and performance during a field test simulating match play in elite female soccer players. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2002 Mar;12(1):33-46. doi: 10.1123/ijsnem.12.1.33. PMID: 11993621.
[7] Brooks GA. Anaerobic threshold: review of the concept and directions for future research. Med Sci Sports Exerc. 1985 Feb;17(1):22-34. PMID: 3884959.
[8] Robergs RA, Ghiasvand F, Parker D. Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2004 Sep;287(3):R502-16. doi: 10.1152/ajpregu.00114.2004. PMID: 15308499.
[9] Sundberg CW, Hunter SK, Trappe SW, Smith CS, Fitts RH. Effects of elevated H+ and Pi on the contractile mechanics of skeletal muscle fibres from young and old men: implications for muscle fatigue in humans. J Physiol. 2018 Sep;596(17):3993-4015. doi: 10.1113/JP276018. Epub 2018 Jul 1. PMID: 29806714; PMCID: PMC6117549.
[10] Allen DG, Lamb GD, Westerblad H. Skeletal muscle fatigue: cellular mechanisms. Physiol Rev. 2008 Jan;88(1):287-332. doi: 10.1152/physrev.00015.2007. PMID: 18195089.
[11] Matthews JJ, Artioli GG, Turner MD, Sale C. The Physiological Roles of Carnosine and β-Alanine in Exercising Human Skeletal Muscle. Med Sci Sports Exerc. 2019 Oct;51(10):2098-2108. doi: 10.1249/MSS.0000000000002033. PMID: 31083045.
[12] Hoffman JR, Emerson NS, Stout JR. β-Alanine supplementation. Curr Sports Med Rep. 2012 Jul-Aug;11(4):189-95. doi: 10.1249/JSR.0b013e3182604983. PMID: 22777329.
[13] Hadzic M, Eckstein ML, Schugardt M. The Impact of Sodium Bicarbonate on Performance in Response to Exercise Duration in Athletes: A Systematic Review. J Sports Sci Med. 2019;18(2):271-281. Published 2019 Jun 1.
[14] B., Sale, C., Harris, R.C. and Sunderland, C. (2014) Sodium bicarbonate and high-intensity-cycling capacity: variability in re- sponses. International Journal of Sports Physiology and Perfor- mance 9, 627–632.
[15] Chycki J, Zając A, Toborek M. Bicarbonate supplementation via lactate efflux improves anaerobic and cognitive performance in elite combat sport athletes. Biology of Sport. 2021;38(4):545-553. doi:10.5114/biolsport.2020.96320.
[16] Durkalec-Michalski K, Zawieja EE, Podgórski T, Zawieja BE, Michałowska P, Łoniewski I, Jeszka J. The Effect of a New Sodium Bicarbonate Loading Regimen on Anaerobic Capacity and Wrestling Performance. Nutrients. 2018 May 30;10(6):697. doi: 10.3390/nu10060697. PMID: 29848993; PMCID: PMC6024820.
