fysiologi 2 av 3 BAS 9

Transkript

1 fysiologi 2 av 3 BAS 9

2 Väl k o m m e n ti l l Tr a i n e r s Ac a d e m y Materialen i grundkursen och i BAS9 är framtagna för dig som vill fördjupa eller repetera humanbiologisk a ämnen eller förbereda dig för fortsatta studier. Väljer du att läsa mera inom ett närliggande, relaterat ämne så gör du det, vill du inte så kan du ta examen inom den delen du läst. Proven är av multiple - choice typ och de sk rivs online. Logga in på trainersacademy.com för mer information. Allt material är skrivet eller granskat av Personal Training School:s lärarkår eller samarbetspartners. När du har den grundläggande förståelsen från BAS9 och har k larat samtliga nivå 3- examina k an du studera vidare till National Strength Training Coach. Och däref ter till International Certified Gym Instructor. Kur s e r Grundkurs. (gratis för alla registrerade elever) BAS9. (Grundläggande kunsk apsmodul / Essential Knowledge Module) NSTC Strength & Conditioning. (Träningsläramodul / Fitness Knowledge Module) ICGI Strength & Conditioning. Bas 9 Den Grundläggande kunsk apsmodulen, BAS9, utgör stommen i din Trainers Academy-utbildning. Inom BAS9 läser du nio delkurser: Nutrition/näringslära 1, 2, 3. Muskelfysiologi 1, 2, 3. Anatomi 1, 2, 3. NSTC Träningsläramodulen, National Strength Training Coach, NSTC, är tillämpning av det du läst i BAS9. Dessa kurser är alltid lärarledda. Mat e r i a l e n i NSTC ä r in d e l a t i: Styrka - NSTC. Kondition - NSTC. Stretch/Skador - NSTC. Efter att du läst och klarat NSTC är du National Strength Training Coach k an du ta din Internationella gyminstruktörslicens Trainers Academy/Idrottsakademien NSTC AB Ver. 3:0 M å n g f a l d i g a n d e t a v d e t t a m a t e r i a l, h e l t e l l e r d e l v i s, ä r e n l i g t l a g e n o m u p p h o v s m a n n a rä t t f ö r b j u d e t. Fö r b u d e t g ä l l e r va r j e f o r m a v mångfaldigande genom tryckning, duplicering, stencilering, bandinspelning, video etc. Titel: BAS 9, Fysiologi 2 NSTC AB, box Stockholm ISTC I nternational Strength Training Coach. 2 Copyright Trainersacademy Ver. 3

3 Innehåll INLEDNING MUSKELFYSIOLOGI STEG 2 04 Cirkulationsapparaten 4 Central kapacitet 4 Lokal kapacitet 4 DE SYRETRANSPORTERANDE ORGANEN Lungornas byggnad 5 Lungornas funktion 5 Blodets byggnad 5 Blodets funktion 6 Hjärtats byggnad 7 Hjärtats funktion 8-9 MUSKELCELLEN Muskelcellens byggnad 10 Muskelcellens funktion 11 MUSKELNS ENERGISYSTEM Anaerobt arbete 12 Aerobt arbete 13 Konditionsträning 14 Styrketräning 14 Träningsvärk 15 Copyright Trainersacademy Ver. 3 3

4 cirkulationsapparaten Fysiologi är läran om kroppens funktion. Detta naturvetensk apliga ämne k an ge svar på många frågeställningar om träning och kost. Fysiologin bruk ar indelas i olik a delar. Vi kommer att behandla arbets- och näringsfysiologi i denna modulen. CIRKULATIONSAPPARATEN Det som i dagligt tal benämns kondition är kroppens förmåga att ta upp och omsätta syre. Syreupptagningsförmågan är helt avgörande för prestationen oavsett idrott. Både musklernas arbete och återhämtning avgörs av hur god syretillförseln är. Därför har även icke-konditionskrävande idrottare, som till exempel styrkelyftare användning av en bra syreupptagningsförmåga ef tersom den till stor del styr ämnesomsättningen, som i sin tur reglerar återhämtningsförmågan. Luftstrupe Ao r t a : - s t o ra kroppspulsådern Bronker: - luftrör För att ök a syreupptagningsförmågan, finns det två olik a kapaciteter som behöver förbättras. Centrala kapaciteten: lungor, hjärta och blod. Lokala kapaciteten: muskelns utvecklingsförmåga De flesta motionsformer eller spor ter k räver en god central k apacitet, medan k ravet på lok al k apacitet k an variera. En k anotist behöver till exempel större lok al kapacitet i armar och rygg än i benen. Syret i inandningsluf ten tas upp från lungorna av blodet och hjär tat transpor terar ut blodet ut i k roppen. Flera organsystem medverk ar i transpor t och omsättning av det syre som utnyttjas vid muskelarbete. Blodkärl Utåtledande: från hjärtat - artärer Inåtledande: mot hjärtat - vener d e sy r e t r a n s p o r t e r a n d e or g a n e n Lungorna Blodet Hjärtat Blodkärl Muskelcellen (fibern) Syrets väg från inandningsluften till mottagarstationen, muskelcellen. A n d n i n g s m u s k u l a t u r e n d i a f ra g m a n ( s e B A S 9 A n a t o m i 2 ) och bröstkorgen åstadkommer lungornas andningsarbete. 4 Copyright Trainersacademy Ver. 3

5 de syretransporterande organen TRAINERS ACADEMY LUNGORNAS BYGGNAD l u n g o r n a Lungorna utgör den första länken i syretranspor tkedjan. Lungorna svarar för syreutbytet mellan inandningsluf ten och blodet. Lungorna består av flera miljoner små lungblåsor (alveoler). Runt alveolernas väggar finns ett nät av tunna blodk ärl där det inandade syret k an bindas till blodets röda blodkroppar. Luftstrupe Huvudbronker LUNGORNAS FUNKTION Mellan alveolerna och blodkärl sker ett ständigt gasutbyte. Syret från inandningsluf ten tas upp i blodet via alveolerna och transpor teras det till de musk ler som behöver syret. Men även koldioxid som bildas i förbränningsprocessen följer med blodet tillbak a och passerar alveolerna för att lämna kroppen vid utandning. Alveol(er) (lungblåsor) BLODETS BYGGNAD Blodets förmåga att binda och transpor tera syre är den andra länken i syretransportkedjan. Blod är flytande vävnad, ef tersom blodets celler inte är ihopfogade utan rör sig fritt i en vätska. Blodet består av 60% blodvätska (plasma) och 40% blodceller (blodk roppar). Blodplasman består av vatten och salter och det är först och främst den som minsk ar vid vätskebrist. Den totala blodvolymen hos en människ a är cirk a fem liter (k vinnor 4-4,5 l, män 5-6 l). b l o d p l a s m a Det som blir k var om man tar bor t alla blodk ropparna från blodet k allas blodplasma. Blodplasma består till 90% av vatten. Resten är olik a proteiner (ca: 70 gram per liter plasma), salter och en del andra ämnen i små mängder. Ämnen som löser sig i vatten, till exempel hormoner och andra signalsubstanser, kan transporteras runt i kroppen med hjälp av blodplasman. Även näringsämnen, till exempel socker (blodsocker; glukos), transpor teras med hjälp av blodet. En del ämnen, till exempel fetter som inte är vattenlösliga binder sig till proteinerna (kolesterol) i blodplasman för att transpor teras ut till k roppens celler. Så transporteras syret runt i kroppen: Vi andas in syre via luftstrupen och bronkerna. Bronkerna delar sig till allt finare förgreningar (bronk i o l o e r n a ). L ä n g s t u t e i b r o n k i o l e r n a s i t t e r m ä n g d e r a v lungblåsor (alveoler). I l u n g b l å s o r n a s ke r e t t g a s u t b y t e. D e t s y r e s a t t a b l o d e t pumpas ut av hjärtat via stora kroppspulsådern (aorta). D e t s y r e s a t t a b l o d e t t ra n s p o r t e ra s d ä r e f t e r v i a a r t ä r e r t i l l f i n a r e b l o d kä r l, ka p i l l ä r e r, f ö r a t t n å vä v n a d e r o c h muskler. Sy r e t t ra n s p o r t e ra s m e d h j ä l p a v d e r ö d a b l o d k r o p p a r n a s hemoglobin (ett järnhaltigt protein) i blodet. I ka p i l l ä r e r n a (d e m i n s t a b l o d kä r l e n ) l ä m n a s s y r e t t i l l vävnaderna, muskelfibrer och mitokondrier. D e t s y r e f a t t i g a b l o d e t t ra n s p o r t e ra s v i a v e n e r t i l l b a ka t i l l hjärtat och vidare till lungorna för att syresättas igen. I alveolerna avges koldioxid som sedan lämnar kroppen via utandningsluften. Copyright Trainersacademy Ver. 3 5

6 de syretransporterande organen d e tr e bl o d k r o p p a r n a. Nästan en fjärdedel av alla kroppens celler är blodkroppar. Det finns tre olik a sor ters blodk roppar, som har olik a uppgifter. Blodkropparna delas in i blodplättar, vita och röda blodkroppar. b l o d e t s in n e h å l l Plasma - immunförsvar, transport av hormoner. Blodplättar - innehåller olika ämnen som behövs för att blodet ska levra sig vid en skada, koagulera. Vita blodkroppar - immunförsvar. Röda blodkroppar - transporterar syre och koldioxid. De röda blodkropparna innehåller hemoglobin, som binder och transpor terar syre och koldioxid. Hemoglobin är ett protein som innehåller järn, och det ger blodet den röda färgen. När de röda blodk ropparna passerar genom lungorna tar de upp syre och lämnar ifrån sig den koldioxid som bildats i kroppens celler vid ämnesomsättningen. Ju mer hemoglobin blodet innehåller, desto mer syre k an bindas. Det utpumpade blodet blir därmed syrerik are och genom att muskeln förses med mer syre kan förbränningsprocessen frigöra och omsätta mer energi. BLODETS FUNKTION Transportera syre, näringsämnen, hormoner och enzymer. Transportera bort avfallsprodukter och koldioxid. Reglera temperaturen. Försvara kroppen mot bakterier. Levra (koagulera) blodet vid skada. D e o l i ka b l o d k r o p p a r n a b i l d a s i d e n r ö d a b e n m ä r g e n som hos vuxna finns i bröstbenet, höftbenskammarn a, s ka l l b e n e t, ko t o r n a o c h r ö r b e n e n s ä n d a r ( s e B A S 9 a n a t o m i 1 ). M o g n a r ö d a b l o d k r o p p a r s a k n a r kä r n a o c h c e l l o r g a n, o r g a n e l l e r, s o m n o r m a l t f i n n s i celler. D e r ö d a b l o d k r o p p a r n a h a r d ä r f ö r, t i l l s k i l l n a d f rå n andra celler, ingen ämnesomsättning. D e r ö d a b l o d k r o p p a r n a ä r m y c ke t f o r m b a ra o c h ka n d ä r f ö r l ä t t t a s i g f ra m i d e m i n s t a b l o d kä r l e n ( ka p i l l ä r e r n a ) s o m e n d a s t ä r n å g o t s t ö r r e ä n d e r ö d a b l o d k r o p p a r n a. Sy r e r i k t b l o d ä r l j u s a r e r ö t t m e d a n syrefattigt blod är mörkare rött. Blodets hastighet i aorta: 0,5 meter per sekund. Blodets hastighet i kapillärer: 0, 5 m i l l i m e t e r p e r sekund. Kapillärernas samlade yta, totala tvärsnittsy t a, ä r g å n g e r s t ö r r e ä n a o r t a s t vä r s n i t t s y t a. Detta storleksförhållande gör att blodgenomströmningen i kapillärerna är tillräckligt långsam för att s y r e - o c h n ä r i n g s u t b y t e t m e l l a n b l o d o c h vä v n a d e r ska hinnas med. 6 Copyright Trainersacademy Ver. 3

7 de syretransporterande organen TRAINERS ACADEMY b l o d o m l o p p e t Två typer av blodkärl: Artär - kärl som leder blod från hjärtat Ven - kärl som leder till hjärtat Ar tärerna förgrenar sig i mindre blodk ärl (ar terioler). Dessa delar slutligen upp sig i ett nät av mycket tunna blodkärl (kapillärer). Ar tärblod: Det blod som pumpas ut från hjär tat är i det närmaste mättat med syre. Venblod: Det blod som återvänder till hjärtat. A-v- differens: Sk illnaden mellan syreinnehållet i ar täroch venblod k allas ar teriovenös syrgasdifferens. I vila när energi- och syrek ravet är lågt behöver musk lerna endast använda en liten del av syret. Blodet distribueras främst till huden, tarmarna, njurarna och andra organ som har en relativt liten syreförbruk ning. Det blod som återvänder till hjärtat, venblod, under viloförhållanden innehåller därför fortfarande mycket syre (cirka 150 ml/lit blod). När arbetsbelastningen eller tempot höjs utnyttjas mer av syret i artärblodet av skelettmuskulaturen och syreinnehållet i venblodet sjunker. A-vdifferensen stiger således med ökat tempo eller högre arbetsbelastning (se faktaruta). HJÄRTATS BYGGNAD H jär tats förmåga att genom kontraktioner pressa ut blod i k ärlsystemet till de arbetande musk lerna och andra vävnader utgör den tredje länken i syretransporten. Hjär tat består av en speciell muskelvävnad som lik nar tvärstrimmig skelettmuskulatur, men k an inte styras viljemässigt. Hjärtat är normalt ungefär lika stort som ägarens knutna hand och väger cirka 300 gram. N o r m a l v ä r d e f ö r He m o g l o b i n m ä n g d e n (Hb h a l t e n, Hb - v ä r d e t ) h o s : Män: 150 gram per liter blod. Kvinnor: 130 gram per liter blod. E t t g r a m h e m o g l o b i n b i n d e r 1,34 ml syre. E n li t e r u t p u m p a t b l o d i n n e h å l l e r : Män: 150 x 1,34= 200 ml syrgas. Kvinnor: 130 x 1,34= 175 ml syrgas. A-v-differensen : (m ä n ) vila - A V 150 ml =50 ml. måttligt arbete - A V 100 = 100 ml tungt arbete - A V 50 = 150 ml Copyright Trainersacademy Ver. 3 7

8 de syretransporterande organen H jär tat fungerar som en pump. Med hjälp av hjär tats rytmiska kontraktioner pumpas blodet ut i blodkärlen. Pumpk raf ten gör att det uppstår ett tr yck, det så k allade blodtrycket (läs mer i BAS9 Fysiologi 3). Hjärtmuskeln är uppbyggd runt fyra hålrum: Höger förmak - tar emot k roppens syrefattiga (venösa) blod. Höger kammare - pumpar blodet via lungpulsådern till lungorna. Vänster förmak - tar emot det syresatta blodet via lungvenerna. Vänster kammare - pumpar ut blodet till stora kroppspulsådern (aorta). HJÄRTATS FUNKTION H jär tat består av två halvor (vänster och höger). Varje halva består av två hålrum: ett förmak dit blodet först kommer och en kammare som pumpar blodet vidare. Mellan halvorna finns en skiljevägg (septum). Mellan hjärtats olika förmak och kammare finns klaffar, som öppnas och sluts i takt med sammandragningarna. Förmakens uppgif t är att pumpa blodet ner till k amrarna vilket inte kräver speciellt mycket kraft. Därför har kamrarna tjock are väggar ef tersom de pumpar blodet vidare i k roppen. Höger kammare pumpar blodet till lungorna för syresättning lilla kretsloppet. Vänster k ammare pumpar det syresatta blodet ut till kroppen via stora kroppspulsådern, aorta - stora kretsloppet. Störst k raf t går åt till detta arbete, där för är muskelväggen i vänster kammare tjockast. H jär tmuskeln måste också, i lik het med k roppens övriga musk ler, förses med blod för att kunna arbeta. Detta sker genom hjärtats egna blodkärl - kranskärlen. Höger och vänster hjär thalva pumpar samma volym blod per minut. Hjärtats pumpförmåga, hjärtkapaciteten, uttrycks som minutvolym. H j ä r m u s ke l n s e d d b a k i f rå n. H j ä r t a t s ö v r e d e l ka l l a s b a s e n. H ä r passerar de stora blodkärlen till och från hjärtat. D e n n e d r e d e l e n ka l l a s s p e t s e n. N ä r h j ä r t a t s l å r ka n m a n känna spetsens rörelser mot bröstkorgsväggen. Syrefattigt blod till lungorna Höger förmak mottar syrefattigt blod från kroppen. Höger kamm a r e p u m p a r d e t s y r e f a t t i g a blodet till lungorna. H j ä r t m u s ke l n och kranskä r l e n s o m försörjer h j ä r t m u s ke l n med blod. Syrerikt blod till huvudet Syrerikt blod till buken och benen Vänster förm a k m o t t a r syrerikt blod från lungorna. Vänster kamm a r e p u m p a r det syresatta blodet till kroppens organ via aorta. Hjärmuskeln sedd framifrån. Schematisk bild av hjärtats uppbyggnad. 8 Copyright Trainersacademy Ver. 3

9 minutvolym, slagvolym och hjärtfrekvens Minutvolymen bestäms av hjärtfrekvens och slagvolym. Slagvolym x hjärtfrekvens = minutvolym H jär tfrek vens motsvarar antalet hjär tslag per minut (pulsen) och slagvolymen den mängd blod som pumpas ut vid varje hjär tslag. M inutvolymen är hur mycket blod som pumpas ut per minut. Detta är produkten av slagvolym och hjärtfrekvens. Med ök ad arbetsbelastning/intensitet stiger musk lernas behov av syrerikt blod och hjär tat pumpar mer blod. (minutvolymökning). Minutvolymökning åstadkoms genom att både hjärtfrekvensen och slagvolymen ök ar. Vid en hjär tfrek vens på slag per minut antar slagvolymen maximal nivå. Vid högre arbetsbelastning/intensitet ök ar minutvolymen endast genom ökad hjärtfrekvens (högre puls). Vilopulsen är olika för olika individer och även den maximala hjär tfrek vensen (maxpulsen) varierar. Kondition (syreupptagningsförmåga) och träningsgrad påverk ar vilopulsen medan maximal hjär tfrek vens är genetiskt begränsad. H o s e n o t rä n a d p e r s o n ä r d e n m a x i m a l a s l a g v o l y m e n cirka hälften av en vältränad persons. Därför har vältränade lägre puls. Medelvärdet för maximal hjär tfrek vens för 25-åringar är cirka 200 slag per minut. Medelvärdet sjunker med stigande ålder och är hos till exempel 60-åringar cirk a 170 slag per minut. I åldersgruppen år finns det högsta värdena, cirka 210 slag per minut. Det som k arakteriserar ett vältränat hjär ta är inte hög maxpuls utan stor slagvolym. Hos vältränade k an den maximala slagvolymen uppgå till cirk a 200 ml, medan motsvarande värde för en otränad är cirka 100 ml. Ju mer blod (och därmed syre) som k an transpor teras till muskulaturen, desto större förutsättningar finns att ök a förbränningen. Hjärtats pumpförmåga är en av de faktorer som begränsar prestationsförmågan. Copyright Trainersacademy Ver. 3 9

10 muskelcellen MUSKELCELLENS BYGGNAD Syretransportkedjans fjärde länk är mottagarstationen, muskelcellen. I en muskelfiber ligger myofibrillerna parallellt (se BAS9, Fysiologi 1). Myofibrillerna består av två myofilament: aktin och myosin. Myofilamenten ligger strukturerade i sarcomerer likt klossar på en rad vilka tillsammans bildar en myofibrill. Varje sarcomer avgränsas av ett z-band där ena änden av aktinet fäster. M yosinfilamenten är sammansatta av flera stavformade protein, vilk a till utseendet lik nar en golfk lubba, med en böjd ände, som slutar i ett tjock are huvud. Huvudena sticker snett ut från myosinfilamentet och bildar omlott, korsande broar över till aktinfilamenten (se bild). I en avslappad muskel ligger aktinfilamenten längre från varandra. Vid en kontraktion hak ar myosinhuvudet tag i aktinet och drar det till sig. Genom att vinkeln på myosinhuvudet ändras dras aktinet mot mitten. När en muskelfiber kontraheras blir filamenten inte kor tare, utan glider utmed varann och överlappningen ök ar. På så sätt k r yper aktin- och myosinfilamenten sig in i varandra. Muskeln drar ihop sig och blir tjockare. Rörelsen i myosinfilamenten kan lättast beskrivas som små roddare som tar årtag med sina paddlar i vattnet. När myosinhuvudet tar ett tag, förflyttar det sig i förhållande till aktinet och släpper taget igen. Detta k allas för en korsbryggecykel, vilket kostar energi, ATP. Myosinfilamentens golfklubbeliknande utseende Myosin - röd Aktin -blå Aktin Avslappnad muskelfiber Kontraherad muskelfiber Myosin z-band Skelettmuskulaturen k allas för tvärstrimmig ef tersom aktinet och myosinet ger ett tvärstrimmigt mönster på muskeln när man tittar i ett mikroskop Den ena änden av aktinet sitter fast i ett proteinnät (Z-band) som skiljer sarcomererna från varandra. 10 Copyright Trainersacademy Ver. 3

11 muskelcellen TRAINERS ACADEMY MUSKELCELLENS FUNKTION Genom födan tillförs kroppen energirika ämnen, kolhydrat fett och protein. Detta bränsle lagras på olik a ställen i k roppen. I vila utnyttjas inte energiförråden i någon större omfattning. Kroppens hålls igång med en liten bränsleförbruk ning. Denna energiförbruk ning i vila k allas för basalomsättning (BMR). Vid fysisk aktivitet - när musklerna arbetar - ökar cellens energiproduktion och mycket energi omsätts. A l l a c e l l e r ä r b e r o e n d e a v va ra n d ra. Lu n g c e l l e r b e h ö v s f ö r a t t kroppen ska kunna tillgodogöra sig syret i luften, blodcellerna för att transportera syret i kroppen, hjärtceller för att pumpa b l o d e t r u n t i k r o p p e n o c h m u s ke l c e l l e r n a b e h ö v e r s y r e t f ö r a t t kunna arbeta. C e l l e r n a s e r o l i ka u t, b e r o e n d e p å o m d e ra s h u v u d u p p g i f t ä r a t t va ra vä g g e n i e t t b l o d kä r l s o m e n p l a t t h u d c e l l, s k i c ka signaler som en nervcell, eller att utföra rörelse som en muskelcell. Det som avgör hur for t och hur länge du ork ar utföra ett hår t muskelarbete, till exempel springa eller lyf ta vikter, är främst k roppens förmåga att ök a energiomsättningen i de aktuella musklerna. Muskelcellen, likt alla celler, är omsluten av en cellvägg (cellmembranet). Innanför cellmembranet finns cellvätskan (cytoplasman). I den sker de inledande nedbrytningsstegen av fett, protein och kolhydrat till mindre beståndsdelar. I c ytoplasman åter finns även bland annat de kontraktila proteinerna (myofibrillerna) och mitokondrierna. Mitokondrierna är den del av muskelcellen som från kolhydrater och fett i närvaro av syre bildar den energi som behövs vid muskelarbete (förbränning). Cellmembran Myofibriller Fett M itokondriernas uppgif t är att över föra energin från födoämnena till muskelarbete genom att utvinna energin ur näringsämnena och lagra den i en mindre, tätare energiform (ATP). ATP, adenosintrifosfat, är en molek yl med tre fosfat bundna till sig. Energin ligger i den sammanhållande kraften, det vill säga i själva bindningen mellan fosfatet och resten av molek ylen. När sedan ATP spjälk as till ADP (adenosindifosfat) och P (fosfat) frigörs energi. Kraf ten i bindningen mellan fosfat och resten av molek ylen k an användas till muskelrörelse eller någon annan reaktion i kroppen. Cytoplasma När cellen utvinner energi ur näringsämnena br yts dessa ner till koldioxid och vatten. Cirka 40% av energin överförs till de molekyler som lagrar energi, ATP adenosintrifosfat. Resterande (60%) avges som värme. Mitokondrie Copyright Trainersacademy Ver. 3 11

12 muskelns energisystem Antalet mitokondrier k an påverk as genom träning. Aerob träning ökar antalet mitokondrier både i muskelcellen och i cellerna i blodk ärlens väggar. All inaktivitet minsk ar antalet mitokondrier. Och precis som all andra träningseffekter är antalet mitokondrier en färskvara. En mitokondrie är endast en tusendel så stor som cellen, men beroende på träningsgrad k an det finnas upp till 800 stycken mitokondrier i en muskelcell. MUSKELNS ENERGISYSTEM Under vila lagras glukos från blodet som glykogen, som är långa kedjor av sammanbundna glukosmolekyler. Glykogenet lagras i musk lerna och i levern. När muskeln börjar arbeta bryts glykogenet ner igen så att glukosmolek ylerna k an användas för att producera nytt ATP. Skelettmuskelns energikonsumtion ökar 100 ggr vid maxarbete jämfört med vila. De lager av ATP och kreatinfosfat man har i kroppen räcker bara för att hålla kontraktionen några få sekunder. Nyproduktionen av ATP från glukos måste alltså komma igång på den tiden. Långvarigt arbete - aerobt arbete Vid långvarigt arbete är fettsyror från kroppens fettdepåer det viktigaste drivmedlet för musklerna. ATP-produktionen sker i närvaro av syre från blodet (aerob förbränning). På det sättet utvinner muskeln energi under till exempel långdistanslöpning eller under en rask promenad. Efter avslutat arbete tar det lite tid innan kroppens syreförbrukning sjunker till vilonivå. Det ökade syrebehovet minuterna ef ter träning beror på förbruk ningen av ATP för att bygga upp förråden av k reatinfosfat. ATP förbruk as också under de 1-2 timmar det tar att återbilda glykogen från mjölksyra, som bildats under nedbrytningen av glukos. Direkt ef ter träning är mängden fettsyror i blodet hög, på grund av den ökande nedbrytningen av fett. Överskottet av fettsyror förbrukas och icke använt fett återlagras som depåfett. Detta k räver också ATP och bidrar på så sätt till en ökad förbrukning av syre. 12 Copyright Trainersacademy Ver. 3

13 muskelns energisystem TRAINERS ACADEMY Kortvarigt arbete - anaerobt arbete Vid kortvarigt, intensivt arbete kan muskeln, genom ofullständig nedbrytning av glukos, så kallad spjälkning eller glykolys, producera ATP utan tillgång av syre (anaerob förbränning) med mjölksyra som restprodukt (detta sker i cytoplasman). Se BAS9, Fysiologi 1 Fördelen med den anaeroba produktionen av energi är att den inte begränsas av hur effektivt blodet kan transportera syre till musklerna. Det är också ett snabbt sätt att tillverka energi för kraftiga, kortvariga kontraktioner. Eftersom mjölksyra bildas som restprodukt, kommer en anaerobt arbetande muskel utmattas inom några minuter, långt innan glykogenlagret är tömt. Detta gör att vi måste minska intensiteten och bilda ATP med hjälp av fettsyror och glukos (förbränning) vilket görs i mitokondrien. Kreatinfosfat Kreatinfosfat är en mycket energirik molekyl. Den återbildar ATP väldigt snabbt där energi behövs. Vid till exempel explosiva lyf t eller en kor t sprint. Betydelsen av k reatinfosfat som energilager är störst i början av kontraktionen. Muskelfibertyper Båda muskelfiber t yperna innehåller något olik a mängd glykogen (se BAS 9 Fysiologi 1), den främsta skillnaden är att de snabba fibrerna producerar ATP genom spjälk ning, glykolys (anaerobt) och de långsamma fibrerna bildar energi med tillgång på syre (aerobt). Detta får till följd att de snabba fibrerna är mindre uthålliga och muskeln måste vila för att ny energi ska kunna bildas. De långsamma fibrerna däremot, kan använda lagrat glykogen för att, med hjälp av syre, bilda energi. Därför kan dessa musk ler aktiveras under en längre tidsperiod utan vila. De långsamma fibrerna är också mindre utsatta för anhopning av mjölksyra och där för inte lik a utsatta för muskeltrötthet. De snabba fibrerna blir snabbt trötta eftersom denna typ av energibildning leder till mjölksyraanhopning i muskeln. N yproduktionen av ATP från glukos måste komma igång på några få sekunder. Det finns tre sätt att återbilda ATP från ADP: 1. Kreatinfosfat 2. Anaerobt (spjälkning) 3. Aerobt (förbränning) Copyright Trainersacademy Ver. 3 13

14 aerob och anaerob träning Långvarig lågintensiv träning - konditionsträning - Långvariga träningspass med låg intensitet ger inte större musk ler. Den främsta förändringen är en ök ning av den metabola k apaciteten, det vill säga muskelfibrerna får fler mitokondrier (muskelns energik raf t verk) och kommer att omges av ett tätare k apillärnät. Tillväx ten av k apillärnätet gör att musk lerna k an upprätthålla en högre aktivitet under längre tid. M itokondrieantalet ök ar inte bara i muskelcellerna, utan också i blodkärlsväggarnas celler. Uthållighetsträning ökar även hjärtats pumpförmåga och lungk apaciteten. Dessutom ök as k roppens förmåga att använda fettsyror som bränsle, det vill säga bränna fett. Eftersom hjärtat och lungorna är inblandade i den här sor tens träning begränsas prestationen inte bara av muskelstyrkan. Det är också avgörande hur mycket syre kroppen kan ta upp ur luf ten, hur mycket blod hjär tat k an pumpa runt, mängden röda blodkroppar i blodet samt kapillärtätheten. Att blodet är rikt på röda blodk roppar är viktigt, ef tersom det är hemoglobinet i de röda blodk ropparna som bär på syret. Kapillärtätheten påverkar prestationsförmågan genom mängden k ärl som blodk ropparna k an transpor tera syret genom. Ju större k apillär täthet, desto större chans är det att syret kommer fram till målet, mitokondrierna. Under arbete erhåller musk lerna ca 60-85% av hjärtminut volymen. Kortvarig högintensiv träning - styrketräning - Som svar på styrketräning blir muskelcellerna större. Tillväxten sker i myofibrillerna. Regelbunden träning stimulerar muskelfibrerna att växa och kommer också att påverk a tillväx t av senor, ligament och skelett. Ef tersom styrketräning är mjölksyrabildande, är styrketräning inte konditionsfrämjande. Men kombinationsträning, det vill säga måttlig styrketräning och måttlig konditionsträning, har positiva effekter på både kondition och styrka samtidigt. Du får alltså inte försämrad kondition av måttlig styrketräning eller blir svagare av aerob träning. TRÄNINGSVÄRK M an vet inte säker t vad som orsak ar träningsvärk. Men de vedertagna teorierna är att Z-banden mellan musklerna skadas eller att en störning av ämnesomsättningen är orsaken. Troligast är en kombination av dessa två teorier. Många studier har visat att det framförallt är den excentriska fasen av träningen som ger träningsvärk. Ef ter en eller ett par träningssessioner med lik ar tad belastning, får man inte träningsvärk. Detta beror på en muskeltillväx t som anpassar muskeln till det arbete man kräver av den. M an har även sett att det främst är de snabba typ II fibrerna som skadas. Rekryteringsmönstret vid styrketräning (tyngre) visar att det framförallt är typ II som är aktiva, vilket eventuellt sliter mer på z-banden. 14 Copyright Trainersacademy Ver. 3

15 biomekanik TRAINERS ACADEMY Den k raf t en muskel k an prestera, ök ar med antalet sarcomerer bredvid varandra. Alltså är muskelns styrk a direkt proportionell mot dess tvärsnittsyta, det vill säga muskelcellernas antal och storlek. Muskelns styrk a beror även på hur cellerna är ordnade i förhållande till dragriktning. En muskel där cellerna är parallella med senans dragriktning har maximal förkortningskapacitet och hastighet. Stark ast är de musk ler där cellerna ligger i vinkel mot dragriktningen, så k allade pennata musk ler eller fjädermusk ler till exempel M. Rec tus femoris. Mus k e l k r a f t e n s be r o e n d e av hä v s t å n g s f ö r h å l l a n d e t Muskelns uppgift är bland annat att genom kontraktioner åstadkomma rörelser i leden. Leden fungerar enligt hävstångsprincipen. Produkten av muskelkraften (F=force) och hävstångsarmens längd (L) utgör extremitetens vridande moment T=torque). Det vridande momentet motsvaras av l a s t e n s tyngd (M=massa) och dess vinkelräta avstånd från leden. Skivstångens vikt (tyngd) = M Längden från armbågsleden till skivstången = A Avståndet mellan biceps fäste och armbågsleden = L Den kraft, i exemplet, biceps måste utveckla = F När sk ivstångens vikt och längden från skivstången till leden motsvaras av bicepsstyrkan och muskelfästets avstånd från leden kan vikten hållas stilla, så kallat isometriskt arbete. Formeln för isometriskt arbete blir därför: F x L = M x A När F x L är större än M x A kan dynamiskt, koncentriskt arbete utföras. Vikten lyfts: (F x L) > (M x A) Vikten sänks: (F x L) < (M x A) Således påverkar även muskelfästets placering i förhållande till leden det vridande momentet och därmed hur väl man kan utnyttja muskelns styrka. Hävstångsförhållandet varierar mellan olik a individer och påverkar deras förmåga till kraftutveckling. Muskelkraft och hävstång A= Tyngdens avstånd från leden. M = Tyngdens vikt. F = Muskelkraften. L = Hävstångens längd. Ef tersom individens hävstångsförhållande är medfött måste vi acceptera att en del har anatomiska förutsättningar som gör att de lättare uppnår bättre resultat. F Vri d a n d e mo m e n t Vridande moment defineras som produkten av k raf ten (F) och avståndet (L) mellan kraften och vridpunkten: T = F x L. M A L Copyright Trainersacademy Ver. 3 15

16 A l l t m a t e r i a l ä r u p p h o v s r ä t t s s k y d d a t Box Stockholm