Det sker i kroppen, når du træner
Hvad forbrændes først
Kroppen kan levere energien kort og intenst, eller langsomt og over længere tid. Det første er godt ved spurt, mens det sidste egner sig til et marathon.
På et langdistanceløb, som f.eks. et maraton, er der behov for rigelig oxygen under hele løbet. Energiforsyningen er primært baseret på aerob respiration, hvilket betyder respiration med oxygen. I starten af løbet, før åndedrættet kan følge med energibehovet, spiller anaerobe processer også en rolle. Som det ses i figuren, aftager de anaerobe processer gradvist og overtages af den aerobe respiration.
Kroppen er bygget til at lave energi anaerobt, men det slår aldrig til når der skal leveres energi til et maraton. Den anaerobe respiration forsvinder pudsigt nok ikke helt, selvom kroppen får nok oxygen og vi ved endnu ikke hvorfor.
Når vi begynder en aktivitet følger åndedrættet ikke med lige med det samme, når der skal leveres ilt. Derfor kører kroppen på anaerobe processer i starten, men efterhånden som åndedrætsfrekvensen og pulsen stiger, øges iltforsyningen og den aerobe respiration tager over.
Hvor kommer energien fra, og hvor meget og hvor længe.
Iltgælden skal betales tilbage
Brugt ATP skal gendannes, produceret laktat skal nedbrydes og glykogendepoterne skal opfyldes igen – det kræver ilt. Denne ophobning af laktat og forbrug af ATP kaldes for iltgæld, og den skal betales tilbage efter træningen. Når vi begynder at løbe, er vi ikke forpustet i starten, men når træningen er ovre er vi stadig forpustet selvom vi reelt set ikke belaster musklerne hårdt længere.
Begrænsninger i den aerobe respiration
Oxygen bevæger sig fra luften ud til alle cellerne og den passerer lunger, lungekappillærer, blod, hjerte og til sidst cellerne. Men hvor ligger begrænsningen i den strækning det tilbagelægger? Lungerne begrænser normalt ikke, da blodet næsten er mættet med 100% oxygen når det begiver sig ud i kroppen – også ved submaksimalt arbejde og maksimalt arbejde.
Konditallet fortæller os hvor meget ilt vi maksimalt kan transportere ud til vores celler – enheden er mg O2/kg/min.
Et højt kondital ligger hos mænd på 80-85 ml O2 /(min.kg) og kvinder op 65-70 80-85 ml O2 /(min.kg).
De aktiviteter der kræver højest kondital involverer alle store muskelgrupper (benene er de største). Derudover er træningen intens og langvarig.
Forsøg der tester flaskehalsen
Forsøget viser at forsøget med høj belastning måtte afbrydes indenfor 6 minutter. Kun ved den lave belastning på 270 Watt kunne forsøgspersonen blive ved. Ved hårdere arbejde, jo hurtigere skete udmattelsen. Læg også mærke til at stigningen i iltoptagelse sker hurtigere, jo større belastningen (det forudsætter opvarmning).
Iltoptagelse i forhold til arbejdstid ved forskellige belastninger (cykel). Forud er der sket en opvarmning på 10 minutter på 50% af maksimal ydelse. (Åstrand og Saltin)
Hvad viser forsøget?
Forsøget viser at forsøgspersonen på 343 Watt blev udmattet efter 3 minutter, men kunne udholde den dobbelte tid, hvis belastningen blev opdelt så benene udførte 245 Watt mens armene blev belastet med 98 Watt. Hjertets minutvolumen var det samme, og dermed var iltkravet også uændret, men hjertet kunne nu pumpe i over 6 minutter fordi arbejdet blev fordelt.
Vi kan konkludere at det svage led ikke er i hjertet eller lungerne som stadig belastes med de 343, men i den perifere del af kæden i musklerne, selvom armenes ekstra anaerobe bidrag også har haft betydning. Det er altså i muskelcellernes pH og ophobning af laktat (mælkesyre), og forskning typer på at det især kan være Na+/Cl- pumpen ikke kan følge med og “genoplade” en impuls, der skal aktivere musklen.
Andre kilder mener flaskehalsen er hjertet.
Samlet set kan man konkludere at det centrale kredsløb (hjerte/blodkar) skal fungere optimalt for at opnå en høj maksimal iltoptagelse, men ved hård belastning afgøres forskellen måske i den perifere del af kroppen.
Begrænsninger ved langtidsarbejde
Langtidsarbejde kaldes også submaksimalt arbejde og kan vare i flere timer.
Varme og væske
Temperaturen stiger når musklerne arbejde og ved en belastning på 50% af maksimal kapacitet stiger den til 38 grader, og hæves belastningen til 75% hæves temperaturen til 38,7 grader. Det sker uanset træning eller køn. Reguleringen styres af svedproduktionen, men den kan ikke altid følge med, og væskeproduktionen kan blive for stor. Reguleringen fungerer bedst for personer med god kondi, fordi væsketabet øges med stigende kropstemperatur, og deres kropstemperatur stiger mindre end hos personer med dårlig kondi.
Energidepoter i kroppen
I graferne ser vi hvordan kroppen omsætter forskellige energidepoter ved forskellig træning og ved hhv. trænede og utrænede personer. Musklernes indhold af glykogen vil typisk kunne øges med 30-40 % ved anaerob træning
Glykogen findes i muskler og lever og er det opbyggede polysakkarid vi har bygget af glukose efter et måltid. Vi har ca ½ kg glykogen i lever og muskler. Ved aktiviteten nedbrydes det igen til glukose og indgår i respirationen. energiindholdet er 1947 kcal som svarer til knap 4 Rittersport. Det er meget, men ikke nok til fx et maratonløb.
Forsøgspersonerne arbejder 70% af deres maksimale aerobe arbejdsevne.
a. forsøgspersonerne begynder med samme indhold glykogen i musklerne, men den utrænede må stoppe først. årsag: Den utrænede bruger sit kulhydrat for hurtigt og løber tør. Den trænede er bedre til at spare på sit kulhydrat. Det ses i fig. b.
a. forsøgspersonerne begynder med samme indhold glykogen i musklerne, men den utrænede må stoppe først. årsag: Den utrænede bruger sit kulhydrat for hurtigt og løber tør. Den trænede er bedre til at spare på sit kulhydrat. Det ses i fig. b.
Ser vi på fig c. optager den trænede mere ilt igennem hele øvelsen. d. vise RQ, som viser fedtforbrænding hvis den er 0,7, og kulhydratforbrænding, hvis den er 1,0. Det bekræfter at den utrænede tømmer sine kulhydratdepoter hurtigere end den trænede, som derimod er bedre til at udnytte fedtforbrændingen.
Forskningen tyder i øvrigt på at kvinder har lettere ved at slå over på fedtforbrænding og træne ved en lavere RQ-værdi.
Øges intensiteten vil RQ også øges dvs. man slår over på forbrænding af kulhydrat ved hård træning. Det giver mening, fordi der kræves mere ilt at danne ATP ved respiration af fedt end kulhydrat, og netop ilt er det man mangler ved høj intensitet. Produktionen af 1 mmol ATP kræver 3,9 ml O2 ved forbrænding af fedt, men kun 3,5 ml O2 ml ved respiration af kulhydrat. Øvelse der påviser at hård intensitet forbrænder mindre fedt.
e. laktatproduktionen er højere hos den utrænede igennem hele aktiviteten, og afspejler den dårligere kondi, hvor forsyningen af ilt til aerobe respiration er ringere.
Træningens virkning i kroppen
Virkning på lungerne
Ved træning styrkes åndedrætsmusklerne, så de kan præstere et større arbejde. Styrkelsen sker ved bedre iltforsyning ved et tættere kapillærnet omkring musklerne samt en øget produktion af enzymer så respirationen sker hurtigere. I figuren kan den trænede og utrænede præstere den samme ventilation, og med ved høj intensitet stikker den trænede af og kan blive ved længere. Hans fortrin er at han foretager større åndedrætsdybde og en øget åndingsfrekvens – noget som kun er muligt pga. udholdende åndedrætsmuskler. Vitalkapaciteten øges ikke ved træning!
(Klausen, Hemmingsen, Rasmussen)
Virkning på blodet
Ved træning øges volumen af blod, og for at øge kondien er der behov for flere røde blodlegemer til at transportere ilten ud til cellerne. Koncentrationen af røde blodlegemer, også kaldet hæmatokritværdien, stiger IKKE! Skete dette ville viscositeten stige, dvs. at blodet vil blive mere tyktflydende. Det vil give øget modstand i blodkarrene og øget blodtryk, og desuden øge risikoen for blodpropper. Det giver dog et kortvarig forbedret kondital at dope sig til højere hæmatokritværdi. Ved at indtage hormonet EPO (erythropoietin). EPO er et naturligt hormon som udskilles i nyrerne og det sender signal til knoglemarven om at danne flere røde blodlegemer. læs mere.
En anden metode er bloddoping. Ved at tappe sit blod, giver epo automatisk kroppen signal om at øge produktionen af røde blodlegemer. Hvis man så inden en konkurrence tilbagefører blodet til kroppen vil koncentrationen af røde blodlegemer stige. En indsprøjtning med 800 ml blod fire uger efter, at det blev taget ud, giver en stigning i hæmatokritværdien på 13 % og det betyder et ekstra boost på 9 % af den maksimale iltoptagelse.
En normal hæmatokritværdi er på 40-45% for mænd og 37-42 % for kvinder, og det er testosteron som er årsag til den højere koncentration hos mænd. Med epo kan den øges fra 42% til 48%.
Endnu en metode er at træne i højderne. Hvis man lever hvor luften er tynd er det sværere at få nok ilt til kroppen, og den iltmangel registrerer kroppen og begynder at producere epo og dermed hæver man hæmatokritværdien. Det kan give en en kortvarig effekt på 5% af den maksimale iltoptagelse når man tager med og træner i havniveau. Har man ikke et bjerg tæt på, så kan man opholde sig i lukkede rum med nedsat indhold af oxygen. Denne type doping er ikke ulovlig.
Effekten af øget hæmatokritværdier vil hurtigt normaliseres pga. negativ feedback i kroppen – kroppen skruer simpelthen ned for produktionen af epo indtil en naturlig hæmatokrit er opnået.
Virkning på hjerte-kredsløb
Træning har en række gavnlige effekter på hjerte-kredsløbet, som illustreret i skemaet. En af de mest markante ændringer er, at hjertet bliver større og stærkere. Dette medfører en øget slagvolumen, minutvolumen og hjertevolumen, samt en lavere maksimal puls. Der er også ting der ikke ændres – den maksimale puls kan ligefrem falde lidt hos elite fordi hjertet er stort og ikke kan nå at blive fyldt så hurtigt. Maks puls kan udregnes ved
Max puls = 208 – 0,7 x alder (estimat)
art.-venøs iltdifferens er evnen til at aflevere ilten fra blodet – blandt et tættere kapillærnet hos den trænede hjælper med til det. Det øgede antal mitokondrier har også betydning som “aftager” af den øgede tilførsel af oxygen.
Virkning på slagvolumen
Slagvolumens centrale betydning kan ses i figuren. Både minutvolumen og puls ændrer sig med øget belastning, men slagvolumen øges først fuldt ud, når kroppen ikke længere er i hvile.
Flere og tættere kapillærer
Forsøgsdyr er sat til at løbe i et hamsterhjul. Dyrene har løbet forskellige distancer og man har slagtet dyrene efter forskellige træningsmængder og undersøgt tætheden af kapillærer. Hjertet og lægmusklen er tager med, fordi de belastes mest, og her ser vi en øgning af tætheden af kapillærerne. Et øget kapillærnet øger diffusionsoverfladen og dermed evnen til at aflevere ilten fra blodet til de arbejdende muskler. Men man har også målt om der er sket en ændring i tyggemuskelaturen. Det kan virke overflødigt, fordi dyret næppe bruger tyggemusklerne mere, blot fordi de træner. Men ved at påvise, at der ikke er sket en udvikling i kapillærerne her, har vi samtidigt vist at det er den fysiske aktivitet, der giver effekten.
Efter Åstrand og Rodahl
Der er flere gavnlige effekter af tæt kapillærnet ud over tilførsel at ilt. Det øger også transporten af fedtsyrer til musklerne og dermed en højere fedtforbrænding. Den øgede overflade gør også fjernelse af laktat, kalium og andre affaldsstoffer mere effektiv.
Effekt på hjertet
Ændring i hjertet hos trænet og utrænet. Blodets evne til at afgive ilt i kroppen. Læs om Bohreffekten s. 78 i Fysiologibogen II.