A Prospective Study of Walking as Compared with Vigorous Exercise in the Prevention of Coronary Heart Disease in

Women

JoAnn E. Manson, M.D., Dr.P.H., Frank B. Hu, M.D., Ph.D., Janet W. Rich-Edwards, Sc.D., Graham A. Colditz, M.D., Dr.P.H., Meir J. Stampfer,

M.D., Dr.P.H., Walter C. Willett, M.D., Dr.P.H., Frank E. Speizer, M.D., and Charles H. Hennekens, M.D., Dr.P.H.

341 (9):650-658, 1999.

72,000 women were divided into several groups, based on the
number of hours they were walking per week. Women walking 3
or more hours a week were found to have a relative risk of heart
attack of about 50% compared to women who were not
exercising at all.

MET w rehabilitacji i klinice

Search NEJM

GO

Score+de

and

fulltext

TWEEK_e

20

Search NEJM

GO

Score+de

and

fulltext

TWEEK_e

20

Exercise Capacity and Mortality among Men Referred for Exercise Testing

Jonathan Myers, Ph.D., Manish Prakash, M.D., Victor Froelicher, M.D., Dat Do, M.D., Sara Partington, B.Sc., and J. Edwin Atwo od,

M.D.

346 (11):793-801, 2002.

….investigating over 6,000 men tested on the treadmill to determine their
aerobic capacity. Men with the highest level of fitness were over 4 times
less likely to die then the least fit men. In this study, the participants' fitness
level was measured in METs (see below). Men with a MET level less than 6
were found to have the highest mortality risk. MET levels of 10 or more
were found to have the lowest mortality risk. In addition, for every 1 MET
increase in aerobic capacity, mortality dropped by 12%.

Adapted from Mayer et al. Am J Physiol, 1954

PHYSICAL ACTIVITY LEVEL

BODY
MASS

ENERGY
INTAKE

Why Activity Levels May be Critical to

Body Weight Regulation

Energy

Intake

Energy Expenditure

Previous Environments

High Physical Activity

Energy Balance Regulation is Best Achieved at High Levels of

Energy Expenditure (High Energy Flux or High Energy Throughput

)

Decreasing Levels of

Physical Activity

Increasing Body Weight

18000

14000

5276

5940

Steps per

Day

US Men

US

Women

Zmiany w aktywności fizycznej

Amish

Men

Amish

Women

-603 kcal

day

-436 kcal

day

Starzenie się a funkcja organów

Hertoghe T Ann NY Acad Scien 2005;1017:448-465

MET= „metabolic equivalent”

1 MET = spoczynkowe VO

2

Około 3,5 ml O

2

/ kg mc/min

FOX’s Physiological Basis for Exercise and Sport. (pod red.) M.L. Foss i S.J. Keteyian. WCB
McGraw-Hill Companies, USA, 1998.

Zapotrzebowanie człowieka na energię z pożywienia zależy od kilku

powiązanych ze sobą czynników:

masy ciała,

wieku,

aktywności fizycznej,

klimatu

Podstawowym celem odżywiania jest zaspokojenie
potrzeb energetycznych ustroju związanych z
niezbędną aktywnością metaboliczną

a) podstawowa przemiana materii PPM

–Basal

Metaboilc Rate (BMR)

b) spoczynkowa przemiana materii SPM

–Resting

Metabolic Rate (RMR)

c)

różnego typu aktywnością fizyczną

d)

termogenezą poposiłkową –wzrostem metabolicznej

aktywności po spożytym posiłku

Dobowy wydatek energetyczny u ludzi aktywnych

fizycznie

Ludzie

nieaktywni

fizycznie

Sportowcy, ludzie

pracujący fizycznie

Kolarze

Kcal/dobę

2000-3000

Około 6000

7000-10 000

Całkowita ilość wydatkowanej energii=

1) 60-75% -PPM=

ilość energii wydatkowanej na aktywność elektryczną nerwów, syntezę białka,
inną metaboliczną aktywność tkanek: głównie wątroby, mięśni szkieletowych,
pracę serca i mięśni zaangażowanych w proces oddychania, przepływ krwi,
pracę nerek –aktywną resorpcję, filtrowanie i wydalanie + dla dzieci wydatek
energetyczny na wzrost (net growth)

od czego zależy PPM ?

a) wielkości ciała -10 kg ok. 120 kcal;

b) składu ciała –beztłuszczowa masa ciała –najbardziej aktywna metabolicznie
tkanka;

c) wieku

–dzieci od 12-15% tworzenie nowych tkanek;

d) płeci –kobiety więcej tłuszczu w stosunku do mięśni, 5-10% kobiety mniejsza
PPM;

e) stanu hormonalnego

–wzrost o ok. 150 kcal/dzień podczas drugiej części cyklu

miesiączkowego,

f) nadczynności tarczycy –wzrost;

g) temperatury

–powyżej 37ºC, podwyżka o 1ºC powoduje wzrost PPM o 13%

WSPÓŁCZYNNIK ODDECHOWY (RQ)

• RQ (RER lub R)

– VCO2 / VO2

• Tłuszcze (kwas palmitynowy) = C16H32O2
• C16H32O2 + 23O2

16CO2 + 16H2O + ?ATP

– R = VCO2/VO2 = 16 CO2 / 23O2 = 0.70

• Glukoza = C6H12O6
•

C6H12O6 + 6O2

6CO2 + 6H2O + ?ATP

– R = VCO2/VO2 = 6 CO2 / 6O2 = 1.00

Adenozy

no trójfosforan

ATP + H

2

O ADP + Pi + Energia

C~P

C

ADP

AMP

Cukier

Mleczan

Substraty

Tlen (O

2

)

Pi

1

2

3

4

Systemy resyntezy ATP

Metaboliz

m mięśnia szkieletowego

• Mięśnie szkieletowe przez pierwsze 45 -

90 s wysi

łku korzystają z beztlenowych

systemów resyntezy ATP

– Układ krążenia i oddechowy potrzebują tyle

czasu aby zwiększyć dostawę tlenu do mięśni

– Kiedy wysiłek jest umiarkowany ( Co to

znaczy) metabolizm tlenowy dostarcza

większość potrzebnego ATP do pracy mięśni
(po 2 min adaptacji).

– Pułap Tlenowy (wydolniość tlenowa):
– Maksymalne zużycie tlenu w czasie pracy

maksymalnej (VO

2

max)

zależy od wieku , płci,

m

asy ciała, stopnia wytrenowania.

1-Systemy resyntezy ATP

• Fosfo kreatyna (C~P)

– Bardzo szybki system resyntezy ATP.
– ADP reaguje z C~P produktem reakcji jest ATP.

• Fosfo kreatyny jest 3 razy więcej niż [ATP].

PODCZAS PRACY

PO PRACY

C~P

C

ADP

ATP

C~P

C

ADP

ATP

kinaza kreatynowa: CK

kinaza fosfokreatynowa: CPK

Poziomy fosfokreatyny w mięśniu szkieletowym

Poziomy fosfokreatyny w czasie wysiłku i w czasie odpoczynku

Rola dopływu krwi do mięśnia w odbudowie fosfokreatyny

Rola suplementacji kreatyną w chorobach

neurodegeneracyjnych

Kley R, Vorgerd M, Tarnopolsky M. (2007)
Creatine for treating muscle disorders.

Cochrane Database Syst Rev. 1:CD004760

.

Konkluzje:

1) Dowody badań wskazują na to, że zarówno krótko- , jak i długotrwała suplementacja
kreatyną [przynajmniej 0.03 g/kg mc/dzień] poprawia siłę mięśni u pacjentów z dystrofią
mięśniową.

2) Brak efektów u pacjentów cierpiących z powodu miopatii metabolicznej (z zaburzoną
zdolnością gromadzenia glikogenu typu V). U tych pacjentów wysokie dawki kreatyny [0.15
g/kg mc/dzień] powodowały większe uczucie buli mięśniowych.

Zużycie substratów energetycznych

w czasie wysiłku

Figure 12-21

Hormonal regulation of Energy

Source for ATP Production

Figure 25-3: Use of carbohydrates and fats with increasing exercise

Utlenianie tłuszczów daje więcej energii na g niż utlenianie cukrów, jednakże
gdy spalane są tłuszcze zużycie jednej cząsteczki tlenu daje 5.6 ATP natomiast
Przy spalaniu cukrów wydajność wzrasta do 6.3 ATP/O

2

[g]

kcal

Cukry

Glikogen watrobowy

110

451

Glikogen mięśniowy

500

2050

Glukoza w płynach
ustrojowych

15

62

Suma

625

2563

Tłuszcz
Trzewiowy i podskórny

7800

73320

Wewnatrzmięśniowy

161

1513

Suma

7961

74833

Zasoby substratów energetycznych

w organizmie człowieka

W czasie wypoczynku oraz pracy o małej intensywności

Glukoza

Ald 3PG

Pirogronian

NAD

NADH

NAD

Kwas Mlekowy

Układ przenoszący

Cykl Cori

W czasie wysiłku produktem

glikolizy jest mleczan ,

który opuszca mięśnie i

dostaje się poprzez krew

do wątroby.

• W watrobie kwas

mlekowy zamieniany jest
w procesie
glukoneogenezy w

glukozę, która nastepnie
poprzez krew trafia do

mięśni. „Wątroba biega

razem z nami”

Cellular respiration: location

Łańcuch oddechowy

Powstawanie ATP w czasie

spalania cukrów

Schemat metabolizmu

mięśniowego

3. Citric Acid Cycle

3. Citric Acid

Cycle

2. Transition

Reaction

System
Resyntezy

Zródło energii

Tlen?

Szybkość

Wydajność
(moles of
ATP/min)

Czas
pracy

Wydajność
całkowita
(

całkowita

ilość ATP

)

Fosfageny
Mięśniowe

ATP lub
fosfokreatyna

Nie

Najszybszy

3.6

B. krótki

0.7

Glikoliza

Glukoza
(glikogen)

Nie

Szybki

1.6

krótki

1.2

Tlenowy
metabolizm
cukrów

Glukoza
(glikogen)

Tak

Wolny

1.0

długi

90.0

Tłuszcze
Mitochondria

Triglicerydy

Tak

Wolny

B. długi

>>>>90

Uwaga:
•Tłuszcze sp[alają się w ogniu węglowaodanów.
•This table modified from Foss, ML and Keteyian,
SJ. Fox's Physiological
• Basis for Exercise and Sport, 6th Ed., 1998.

Podział pracy na intensywności - %

VO

2

max

%

VO

2

max

Główny

system

resyntezy

ATP

Uzupełniający

system resyntezy

ATP

Przyczyna
przerwania
wysiłku

Przykładowy
wysiłek

IVB

(> 1100 %)

1,2

3

Wyczerpanie
fosfagenów

Podnoszenie
ciężarów, skoki

IVA

(od 90 do 1100

%)

3

1,2,4

Zakwaszenie
komórek
mięśniowych

Sprint na 400
metrów

III

(od 60 do 90 %)

4

3

Wyczerpanie
cukrów

Bieg na 10 000
metrów

II

(od 30 do 60 %)

4

-

Czynniki
psychiczne

Trucht, lekki bieg

I

(do 30%)

4

-

Czynniki
psychiczne

chód

wg J. Popinigisa 2004

Energetyka skurczu ATP &

fosfokreatyna

Figure 12-13: Phosphocreatine

Pg. 402

Zasoby energetyczne komórki

mięśnia szkieletowego

Teoretyczna siła mięśni

(produkcja ATP)

, gdyby korzystały

z poszczególnych substratów.

EC 2.1.4.1

Glicyno

amidyno transferaza

EC 2.1.1.2

N-

metylotransferaza
guanidynooctanowa

Human Athletic Performance

Stephen Budiansky (1997) The Nature of Horses: Exploring Equine Evolution, Intelligence, and Behavior. The Free
Press, New York, New York. pp. 212-213

Athletic Performance of Thoroughbred Horses

Stephen Budiansky (1997) The Nature of Horses: Exploring Equine Evolution, Intelligence, and Behavior. The
Free Press, New York, New York. pp. 212-213