Kroppen Og Aktivitet

Transkript

1 Kroppen Og Aktivitet

2 INNHOLD 1. Innledning 2. Hjerne 3. Hjerte Treningseffekter Produksjonen av nye nerveceller Hjertets oppgaver ved trening 4. Lunge Treningseffekter Regulering av respirasjonen Treningspåvirkning av lungene 5. Skjelettmuskulatur Energiomsetningen 6. Blod 7. Hud Treningseffekter Mekanismer Treningseffekter 8. Mage-tarmkanalen og leveren Treningseffekter 9. Referanser

3 Innledning Menneskekroppen er skapt for bevegelse. Fysisk aktivitet gjør godt for kropp og sjel. De fleste organer og vev påvirkes av fysisk arbeid og tilpasser seg regelmessig trening. Regelmessig fysisk aktivitet reduserer i betydelig grad risikoen for prematur død. Ved fysisk arbeid øker pulsen og hjertets minuttvolum. Pusten går mange ganger raskere, blodtrykket øker, kroppstemperaturen stiger, hjertets og musklenes gjennomblødning øker, det dannes mer melkesyre og utskillelsen av hormoner som adrenalin, veksthormon og kortisol øker. Det maksimale oksygenopptaket avhenger av kroppsstørrelse, kjønn, alder, treningsgrad, gener med mer. Det er flere organer som har en godt programmert oppgift og det er et fungerende samspill mellom disse organer og det er spesielt sentralnervesystemet som har viktigste rollen og styr de fleste oppgifter ved trening. Treningen og aktivitet påvirker de organene på ulike måte. Hjerne Hjernen har ved arbeid et samlet stoffskifte og en samlet blodstrøm som ikke skiller seg nevneverdig fra situasjonen i hviletilstand. Ved arbeid øker imidlertid aktiviteten, stoffskiftet og blodstrømmen merkbart i de områdene som styrer motorikken. Glukosekonsentrasjonen øker interstitielt i sentralnervesystemet uavhengig av blodsukkerkonsentrasjonen. I tillegg til glukose bruker hjernen melkesyre som energisubstrat ved intensivt arbeid. Også frigjøringen av nevrotransmittorer (signalsubstanser) som dopamin, serotonin og glutamat i forskjellige deler av hjernen påvirkes ved fysisk arbeid. Treningseffekter Regelmessig fysisk aktivitet påvirker en rekke forskjellige funksjoner i menneskets nervesystem. Funksjoner som er knyttet mer umiddelbart til den fysiske aktiviteten forbedres, for eksempel koordinasjon, balanse og reaksjonsevne. Dette øker funksjonsevnen, som kan bidra til følelsen av økt velvære som er forbundet med regelmessig fysisk aktivitet. Dessuten opprettholdes den kognitive evnen (særlig planlegging og koordinasjon av oppgaver), søvnkvaliteten blir bedre, depresjonssymptomer reduseres og selvfølelsen øker. I dyreforsøk har man vist at vekstfaktorer som har betydning for cellene i det sentrale nervesystemet påvirkes av fysisk aktivitet

4 Produksjonen av nye nerveceller Dagens forskning tyder på at det produseres nye nerveceller i hjernen gjennom hele livet. Slik produksjon ser imidlertid ut til å være begrenset til to områder i hjernen. Det første området hvor det lages nye nerveceller er i luktelappen. De nye nervecellene kan her ha betydning for vedlikehold av luktelappens struktur og for luktefunksjonen. Det andre området hvor det lages nye nerveceller er hippocampus (lat. sjøhesten). Hippocampus ligger i tinninglappen og har betydning for en rekke av hjernens funksjoner. Blant annet spiller hippocampus en viktig rolle for læring og hukommelse. Hvilken betydning de nye nervecellene har for hippocampus sin funksjon i voksen alder er ikke fullstendig kartlagt. Imidlertid er det holdepunkter for at de nye nervecellene har betydning for læringsevnen og hukommelsen. Produksjonen av nye nerveceller påvirkes av våre handlinger og av vårt miljø. Fysisk aktivitet er blant faktorene som øker produksjonen mest. Hos forsøksdyr fordobles produksjonen ved fysisk aktivitet og det er tilsvarende effekt hos mennesket. Hjerte Hjertets funksjon er å pumpe blod rundt i kroppen. Hvor mye blod som hjertet kan pumpe ut på grunn av sin fortrengning og støt, noe som prisen er vanligvis satt i et minutt. man legger til disse to verdiene for å få det som kalles minuttvolum (HMV), som er det målet man bruke til å angi hvor mye blod pumpes rundt i kroppen. Hos en frisk person i hvile som HMV er ca 5 liter / min. Dette er tilstrekkelig for alle kroppens prosesser må ha tilgang til tilstrekkelig oksygen og i stand til å bære bort avfall produkter av blod. Den fysiske aktiviteten kan HMV øke opp til 30 liter / min i trente personer. Personer som ikke er fysisk aktive kan ofte forbedre HMV til et nivå på rundt 20 liter / min. Hjertet er også ansvarlig for å tilføre energi til de flere trillioner av celler vi har i kroppen, men hvordan foregår egentlig denne prosessen : Hjertets oppgaver ved trening Hjertet og det tilhørende blodsystemet utfører en mengde livsviktige funksjoner for kroppen. Det transporterer oksygen til cellene og fjerner CO 2 (karbondioksyd), avfallsprodukter fra forbrenningen, og transporterer hormoner til det tilsiktede organet. I tillegg hjelper det å ivareta kroppstempraturen og bevarer kroppens syrebase-balanse. Folk flest er i stand til å utføre lette aktiviteter, som tilsvarer det å gå 4 km/t, uten å legge noe ekstra stress på hjerteog lungesystemet. Når man utfører mer intens trening, så øker musklenes behov for oksygen mange ganger. Hjertet blir presset til å jobbe hardere og raskere. Mengden blod som hjertet pumper ut, og oksygenet som kroppen forbruker, øker i direkte proporsjon til den mengde arbeid muskulaturen utfører. Hvor godt kroppen fungerer i det daglige, avhenger av hvilke fysiske form man har. Pulsårene (arteriene) som tilfører musklene blod, utvides når man er fysisk aktiv og øker tilgangen på energi gjennom større blodtilstrømning. Samtidig øker hjertets slagkraft slik at

5 det klarer å pumpe blodet raskere rundt i systemet. Arteriolene (de små blodårene) i huden utvider seg og øker blodsirkulasjon i huden. Dette omfatter kapillær systemet (hårrørsårene), som er de minste blodårene i kroppen og som er ansvarlige for å fordele oksygenrikt blod fra arteriene til de vevene som har behov for næring. De kapillærene som er nære overflaten av huden, hjelper til å skille ut overskuddsvarme fra kroppen når man trener. Fordamping av svette øker varmeutskillelsen. Disse funksjonene er spesielt viktige når temperaturen og luftfuktigheten er høy. Når arteriene utvider seg, så begynner venene (de blodårene som fører blodet tilbake til hjertet) å trekke seg sammen i de områdene som er lengre unna midtpunktet i kroppen. I hvile så "lagrer" venesystemet omtrent 65% av kroppens blod ved at de store venene er utvidet. En slik form for lagring gjør ekstra blod lett tilgjengelig når belastningen på hjertet og musklene øker under fysisk aktivitet. Kroppen prioriterer fordelingen av blod ved å begrense mengden som sendes til nyrene, leveren, fordøyelsessystemet, og andre organer som ikke har umiddelbart behov for blodtilstrømning under trening. Lungene Lungene sikre at blodet bringes oksygen, samtidig som at kroppen kan kvitte seg med karbondioksid. Lungene har også en funksjon som en ph regulator. Ved lavintensivt arbeid øker hovedsakelig størrelsen på hvert åndedrag (tidevolum). Ved mer høyintensivt arbeid øker pustefrekvensen enda mer. Sammenlagt fører dette til at respirasjonsvolumet øker fra 6 8 liter per minutt i hviletilstand til inntil 150 liter per minutt hos utrente personer og inntil 200 liter per minutt hos veltrente personer ved maksimalt arbeid. Ved arbeid forbrukes store mengder oksygen, og det dannes omtrent like mye karbondioksid. Til tross for den kraftige økningen i karbondioksid reduseres innholdet i arterieblod og i utåndingsluft ved maksimalt arbeid. Dette skyldes at pusteminuttvolumet har økt ganger samtidig som mengden karbondioksid har økt bare ganger. Utskillelsen av oksygen fra arterieblod øker fra omtrent 25 prosent i hviletilstand til over 75 prosent ved hardt arbeid. Treningseffekter Respirasjonsvolumet ved maksimalt arbeid øker. Ved submaksimalt arbeid er pustefrekvensen, tidevolumet og respirasjonsvolumet betydelig lavere etter trening. Trening forbedrer pustemuskulaturens utholdenhet. Dette skjer ved en tilpasning på samme måte som i annen skjelettmuskulatur som trenes. Fordelingen av blodstrømmen i lungene endres, og det blir en bedre tilpasning mellom gjennomblødning og luftventilasjon, særlig de øvre delene av lungene får større blodstrøm. Lungenes gassutveksling blir bedre.

6 Regulering av respirasjonen Regulering av respirasjonen styres fra respirasjonssenteret i hjernen. Normalt foregår respirasjonen automatisk, dette skyldes tilstedeværelsen av CO2 i blodet. Hvis vi holder pusten vil CO2 hopes opp i blodet og irritasjonen av respirasjonssenteret vil bli så kraftig at vi må puste til tross for sterk viljeanstrengelse. Ved hard arbeide vil CO2 konsentrasjonen i blodet være stabil. Økningen av ventilasjonen under hardt arbeid kommer av at sensoriske fibre fra den arbeidende muskulatur øker respirasjonssenterets følsomhet. Treningspåvirkning av lungene Diffusjonskapasiteten til lungene påvirkes ikke av trening, dette betyr at lungene tar opp like mye oksygen hos utrente som hos godt trente ved en gitt ventilasjon. Trening fører til en økonomisering av ventilasjonen, dette innebærer en rekke fordeler: 1. Godt trente personer bruker kortere tid på å tilpasse ventilasjonen til det som kreves ved en gitt belastning. 2. Hos trente personer vil ventilasjonen raskere gå tilbake til hvilenivå etter belastning. 3. Godt trente personer kan opprettholde en høy ventilasjon over lengre tid, og det «koster mindre» enn hos utrente. 4. Hos godt trente stiger ventilasjonen mer som en følge av økt tidalvolum enn økt respirasjonsfrekvens. 5. Ved dyp respirasjon vil det «anatomiske døde rom» (1/3 av luften i hvile, 5% hard belastning) dvs. munn, luftrør osv. hvor ingen gassutveksling finner sted bli mindre slik at alveolene får mer «frisk luft». 6. Godt trente personer har lavere ventilasjon og ventilasjonskoeffisient ved moderate og submaksimale belastninger.

7 Skjelettmuskulatur Hardt muskelarbeid krever økt aktivering av enkelte motoriske enheter og rekruttering av flere motoriske enheter. Ved lavintensivt arbeid rekrutteres hovedsakelig motoriske enheter med langsomme muskelfibrer (type I), og ved mer intensivt arbeid rekrutteres også fibrer i raskere (type IIa og IIx) motoriske enheter. Muskelarbeid krever mye energi i form av adenosintrifosfat (ATP). De viktigste energikildene til ATP-produksjon er karbohydrater og fettsyrer. Karbohydrater lagres i form av glykogen i lever og skjelettmuskulatur. Lageret er begrenset og må fylles på daglig. Fettsyrene lagres mest i fettvev, i prinsippet i ubegrenset mengde. En rekke faktorer påvirker valget av energikilde ved arbeid, for eksempel: Energiomsetningen Energiomsetningen deles i to aerob og anaerob. De aerobe prosessene foregår i mitrokondriene og de anaerobe i cytoplasmaet. Aerob energifrigjøring skjer ved nedbrytning av næringsstoffer når O2-tilførselen er tilstrekkelig, mens anaerob energifrigjøring foregår ved nedbrytning av næringsstoffer når O2 tilførselen er mangelfull. Ved anaerob utholdenhetstrening holder man et høyt intensitetsnivå i relativt korte perioder. Dette er en form for utholdenhet som krever mye vilje, ettersom melkesyren blir dannet relativt fort. Denne typen for utholdenhetstrening gir deg bedre tåleevne for melkesyre og forbedret evne til anaerob energifrigjøring. Antall mitokondrier øker ved mye aerob utholdenhetstrening, Ved mye aerob utholdenhetstrening ser man også tydelig at kroppen tilpasser de sterkeste og raskeste muskelfibrene (type 2a og 2X = de som har best evne til å øke tverrsnitt, øke eksplosivitet, max styrke og spenst = disse egenskapene er nært beslektet med hverandre) til nettopp de langsomme, trege, tynne og seige muskelfibrene (type 1 muskelfibre). Dette kan vi se ganske tydelig på maratonløpere som er meget tynne/lite muskeltverrsnitt. Det er lite økonomisk for kroppen å måtte bære på stor kroppsvekt over lang tid.

8 Blod Når musklene arbeider, svulmer de opp, fordi alle metabolittene som dannes i muskelcellene «trekker» væske ut fra blodet. Denne væskeforflytningen til arbeidende muskulatur, gir umiddelbart noe mindre blodvolum, og dermed øker konsentrasjonen av hemoglobin med 5 15 prosent. Etter arbeidet opphører denne virkningen. Konsentrasjonen av hvite blodlegemer øker også kraftig mens arbeidet pågår, hovedsakelig fordi hvite blodlegemer «frigjøres» fra lymfatisk vev, for eksempel lymfeknuter og milt. Treningseffekter Regelmessig utholdenhetstrening fører til merkbar økning av både plasma og blodlegemer, som til sammen gir minst prosent større blodvolum. Plasmaøkningen begynner allerede den første uken etter første treningsøkt. En forandring av blodlegemenes andel av blodet, som relativt sett er mindre, kan måles først etter noen uker. Ettersom plasmavolumet øker mer, vil andelen blodlegemer synke på grunn av fortynning. Mekanismer Økningen i plasmavolum skyldes sannsynligvis hormonelle faktorer som gir bedre væskeretensjon, og en økt syntese av albumin som binder mer væske i blodplasma. Årsaken til at det dannes flere blodlegemer er sannsynligvis en Huden I forbindelse med en treningsøkt, særlig langvarig arbeid i varme, øker hudens gjennomblødning markert og svettegraden kan flerdobles. En veltrent person kan under ekstreme forhold skille ut 2 3 liter svette per time. Forskjellige hormoner påvirker svettekjertlene slik at saltet beholdes i stor grad. Treningseffekter Trening forbedrer svettefunksjonen og dermed varmereguleringsevnen. Derfor har en veltrent person bedre varmetoleranse ved hvile og arbeid. Dette er blant annet et resultat av endret gjennomblødning og endret genuttrykk i svettekjertlenes celler. Regelmessig fysisk aktivitet reduserer den subkutane fettmengden.

9 Mage-tarmkanalen og leveren Mage-tarmkanalen påvirkes på mange måter ved og etter en treningsøkt. Ved høy intensitet forekommer symptomer som mageverk, diaré med mer. Det er ikke lett å avgjøre i hvilke grad slike symptomer kommer av stress, mat- og væskeinntak eller den fysiske anstrengelsen. Magesekkens tømmefrekvens reduseres, i størst grad hvis intensiteten er høy. I tillegg til motilitet, fordøyelse og absorpsjon påvirkes mage-tarmkanalens blodstrøm, utskillelse av hormoner og andre faktorer. Dessuten påvirkes magesekkens lymfevev og slimhinnens immunologiske funksjoner, for eksempel IgA. Ved arbeid øker leveren glykogenolysen som bidrar til å opprettholde blodsukkeret (se nedenfor under «Hormonsystemet«). Treningseffekter En veltrent person har høyere tømmefrekvens for magesekken. Dessuten reduseres risikoen for å få gallestein.

10 Referanser 1. Shephard RJ, Balady GJ. Exercise as cardiovascular therapy. Circulation 1999;99: Saltin B, Gollnick PD. Skeletal muscle adaptability. Significance for metabolism and performance. I: Peachey L, Adrian R, Gaiger S, editors. Handbook of physiology. Section 10. Skeletal muscle. Baltimore: Williams & Wilkins Company; s Åstrand P-O, Rodahl K, Dahl HA, Strömme SB. Textbook of work physiology. Physiological bases of exercise. 4th ed. Champaign (IL): Human Kinetics; Wilmore JH, Costill DL. Physiology of sport and exercise. 3rd ed. Champaign (IL): Human Kinetics; McArdle WD, Katch FI, Katch VL. Exercise physiology. Energy, nutrition, and human performance. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; Asmussen,E.,Nielsen,M.,(1987). Lærebog i menneskets fysiologi Badtke,G.,(1989). Sportmedizinische Grundlagen. Körpererziehung und Training. 2.überarbeitete Auflage. Bahr,R.,Hallèn,J.,Medbø,J.I.,(1992). Testing av idrettsutøvere. Forsberg,A.,Saltin,B.,(red.)(1988). Konditionsträning i teori och praktik. Forsberg,A.,Saltin,B.,(red.)(1984). Styrketräning. Zintl,F.,(1988). Ausdauertraining. Grundlagen, Methoden, Trainingssteuerung.