Czym jest zmęczenie, czyli czemu braknie prądu ?

Czym jest zmęczenie ?? Dlaczego powinniśmy kontrolować oraz monitorować zmęczenie ? Co jest przyczyną zmęczenia ?

Na początku pisania tego wpisu chciałem dogłębnie przedstawić wszystkie mechanizmy oraz teorie dotyczące zmęczenia. Jednakże w połowie doszedłem do wniosku, że blog to nie periodyk naukowy a moje rozpisywanie zmierza w stronę artykułu przeglądowego. Po drugie jak się za chwilę przekonacie zmęczenie jest naprawdę multidyscyplinarnym problemem, dlatego byłbym trochę nieskromny, rozpisując się bardzo poważnie np. na temat endokrynologii lub immunologii, na których po prostu się nie znam. Jednakże postaram się odpowiedzieć w skrócie na powyższe pytania, gdyż każda osoba poważnie traktująca swój trening oraz zdrowie powinna znać odpowiedź. Kolejna spraw zanim przejdę do sedna, w danym wpisie zajmę się wyłącznie zmęczeniem spowodowanym aktywnością fizyczną a nie chorobą czy innymi czynnikami.

Zmęczenie to proces, który ogranicza zdolności wysiłkowe organizmu w trakcie treningów, zwodów, pracy. Objawami zmęczenia w trakcie wysiłku mogą być min.

  • Spadek siły i/lub mocy
  • stopniowo zmniejszająca się średnia szybkość biegu, jazdy na rowerze
  • załamana technika
  • większa trudność w podejmowaniu szybkich decyzji np. podczas meczu lub walki
  • zwiększające się odczucie wysiłku, zmęczenia
  • zwiększająca się bolesność mięśni
  • w ekstremalnych przypadkach nie możność kontynuowania wysiłku

 

Zmęczenie to miecz obusieczny, który z jednej strony obniża nasze zdolności wysiłkowe ale również pozwala na adaptacje czyli inaczej zmiany w naszym organizmie, które pozwalają zwiększyć siłę, redukować tkankę tłuszczową czy budować masę mięśniową. Jednakże adaptacja może zajść wyłącznie wtedy kiedy nasz organizm ma szansę się zregenerować. Istnieje bardzo bliska zależność pomiędzy zmęczeniem, regeneracją a adaptacją. W innym wpisie przedstawię trzy podstawowe modele obrazujące daną zależność, które min. są punktem wyjścia dla wielu modeli periodyzacji.

Brak regeneracji oraz ciągle narastające zmęczenie może przyczynić się do powstania przetrenowania.  Przetrenowanie najłatwiej można przedstawić jako chroniczne, bardzo mocne zmęczenie, które może mieć nie tylko wpływ na efektywność naszego treningu ale również przynieść negatywne sutki  dla naszego zdrowia. Dlatego dobrze jest monitorować poziom naszego zmęczenia oraz jak się regenerujemy. Osobiście wypracowałem pewien system monitorowania mojej regeneracji, składający się z kilku metod pomiarowych, które zestawiam ze sobą aby uzyskać lepszy obraz sytuacji.

Najtrudniejsza część układanki, dlaczego się męczymy ? Znajomość mechanizmów wywołujących zmęczenie pozwala nam  min. ograniczyć możliwość przetrenowania, ułożyć efektywnie trening, dobierając odpowiednio obciążenia treningowe, monitorować zmęczenie, przyśpieszyć regenerację, jak również zmniejszyć zmęczenie podczas zawodów.

Zasoby energetyczne

Zmniejszony zapas CP fosfokreatyny oraz glikogenu mięśniowego jest bardzo mocno powiązany z powstaniem zmęczenia. CP pozwala nam odnawiać ATP czyli „paliwo” dla naszych mięśni podczas wysiłków o bardzo wysokiej intensywności np. sprinty, dwubój olimpijski. Glikogen natomiast dostarcza energii do odnowy ATP w wysiłkach o różnej intensywności. Niedobór glikogenu w szczególności wpływa na upośledzony transport jonów Ca2a+ przez błonę komórkową jak i funkcjonowanie pompy sodowo-potasowej Na+/K, procesów bez, których praca mięśni nie miałaby racji bytu. Jednakże dlaczego zmniejszona ilość glikogenu powoduje powyższe skutki nie jest do końca poznana.

Gromadzenie się metabolitów w komórce mięśniowej

Innym czynnikiem mogącym powodować zmęczenie, jest gromadzenie się w komórce mięśniowej metabolitów tj. jony wodorowe H+, fosforan nieorganiczny Pi czy reaktywnych form tlenu ROS inaczej zwanych wolnymi rodnikami, które powstają w trakcie glikolizy czyli reakcji chemicznej, która ma dostarczyć ATP. Jony wodorowe H+ zmniejszają pH w mięśniu co przekłada się na zmniejszoną wrażliwość specjalnego białka troponiny C, które wiąże ze sobą jony wapnia Ca2a+ co w rezultacie wywołuje skurcz mięśnia-przesuwanie się miozyny względem aktyny. Dodatkowo niskie pH oraz jony wodorowe Haktywują receptory bólu w mięśniach, sensacja pieczenia mięśni np. w trakcie ćwiczeń siłowych, za które obwiniano do niedawna kwas mlekowy. Niestety niskie pH oraz gromadzenie się jonów wodorowych nie zawsze jest powiązane z wywołaniem zmęczenia.

Niektóre dowody wskazują, że to właśnie fosforan nieorganiczny Pi może najbardziej przyczyniać się do wywołania zmęczenia obwodowego. Produktami hydrolizy CP podczas wysiłków o bardzo dużej intensywności jest kreatyna oraz właśnie Pi, który zmniejsza wydzielanie się jonów Ca2a+ z retikulum sarkoplazmatycznego i wywołanie przesuwania się miofilamentów względem siebie czyli skurczu mięśnia.

Wolne związki tlenu natomiast powodują oksydację pompy sodowo-potasowej Na+/K+, kanalików T, miofilamentów tym samym doprowadzając do zmniejszenia transportu jonów wapnia Ca2a+ oraz zmniejszają wrażliwość już wspomnianej troponiny C. Dodatkowo wolne związki tlenu aktywują włókna nerwowe typu IV co przekłada się na blokowanie motoneuronu i zmniejszenie pobudzenia włókien nerwowych.

Układ nerwowy

Jedna z teorii dotycząca zmęczenia układu nerwowego CGF Central Governor Fatigue zakłada, że wysiłek fizyczny jest regulowany przez CUN- centralny układ nerwowy, który ma za zadanie nie dopuścić fizjologicznego zmęczenia i zwiększenie ryzyka urazu. Podczas wysiłku CUN podświadomie zmienia poziom pobudzenia aktywnych jednostek motorycznych, aby umożliwić wykonanie zadania w jak najefektywniejszy sposób, jednocześnie zachowując wewnętrzną homeostazę oraz metaboliczną i fizjologiczną rezerwę. Układ nerwowy podczas wysiłku reguluje poziom pobudzenia jednostek motorycznych na podstawie informacji sensorycznych zbieranych z różnych organów w ciele. W momencie gdy CUN ma coraz większy problem z utrzymaniem homeostazy, zaczyna informować świadomą część układu nerwowego. W danej sytuacji mózg jako mechanizm obronny zaczyna zwiększać odczucie zmęczenia, wyczerpania. Oczywiście CGM zostało częściowo poddana wątpliwościom.

Jedno jest pewne, że w trakcie zmęczenia w mózgu wzrasta ilość neuroprzekaźników, seratoniny, dopaminy oraz noradrenaliny. Badania wykazały, że w szczególności stosunek seratoniny do dopaminy  czyli 5-HT/DA bardzo dobrze odzwierciedla zmęczenie centralne. Kiedy stosunek 5-HT/DA jest niski, zauważalny jest wzrost zdolności wysiłkowych, kiedy stosunek jest wysoki zauważalny jest spadek zdolności wysiłkowych. Dlatego niektóre stymulanty, w szczególności sprzyjające utrzymaniu się większej ilości dopaminy mogą opóźnić wystąpienie zmęczenia w trakcie wysiłku.

Można by się było jeszcze rozpisywać  nad wieloma innymi mechanizmami np. czysto psychologicznymi, wspomnieć o innych metabolitach (np. amoniak) i ich wpływie na zmęczenie jak również jeszcze więcej na temat pobudzenia układu nerwowego. Również nie poruszyłem bardzo ważnej kwestii związanej z gospodarką hormonalną. Opisałem procesy i mechanizmy, które są najczęściej wymieniane w literaturze.

Moim skromnym zdaniem wszystkie mechanizmy to naczynia połączone, które oddziaływują na siebie wzajemnie. Tak więc np. czynniki metaboliczne będą miały wpływ na autoregulację układu nerwowego (amoniak przedostający się bezpośrednio do mózgu) i vice versa przeciążony układ nerwowy może mieć wpływ na funkcjonowanie każdego układu w naszym ciele.

Jak wspominałem warto znać chociażby podstawy dotyczące zmęczenia aby móc efektywniej trenować. W następnych wpisach postaram się przedstawić więcej praktycznych rad dotyczących zarówno regeneracji, monitorowani zmęczenia oraz planowania treningu.

Dla wszystkich wytrwałych fitness nerdów, którzy dotarli na koniec moich rozważań. Wielkie dzięki i szacun oraz literatura bo przecież teraz oprócz po prostu trenowania trzeba być niby jeszcze science based.

Czym jest zmęczenie, czyli czemu braknie prądu ?
5 (100%) 4 votes
  1. R. Meeusen, B. Roelands. Central fatigue and neurotransmitters, can thermoregulation be manipulated? Scand J Med Sci Sports 2010: 20 (Suppl. 3):19–28
  2. Allen DG, Trajanovska S. The multiple roles of phosphate in muscle fatigue. Front Physiol 2012; 3: 463.
  3. Axel J. Knicker, Ian Renshaw, Anthony R.H. Oldham and Simeon P. Cairns. Interactive Processes Link the Multiple Symptoms of Fatigue in Sport Competition. Sports Med 2011; 41 (4): 307-328
  4. Chin ER, Allen DG. Effects of reduced muscle glycogen concentration on force, Ca2+ release and contractile protein function in intact mouse skeletal muscle. J Physiol 1997; 498: 17–29.
  5. Debold EP. Potential molecular mechanisms underlying muscle fatigue mediated by reactive oxygen and nitrogen species. Front Physiol 2015; 6: 239.
  6. Delliaux S, Brerro-Saby C, Steinberg JG, Jammes Y. Reactive oxygen species activate the group IV muscle afferents in resting and exercising muscle in rats. Pflugers Arch 2009; 459: 143–150
  7. Guillaume Y. Millet. Can Neuromuscular Fatigue Explain Running Strategies and Performance in Ultra-Marathons? The Flush Model. Sports Med 2011; 41 (6): 489-506
  8. J P Weir, T W Beck, J T Cramer, T J Housh .Is fatigue all in your head? A critical review of the central governor model. Br J Sports Med 2006;40:573–586.
  9. J. Mark Davis. Central and peripheral factors in fatigue. Journal of Sports Sciences, 1995, 13, S49-S53
  10. Jason C. Siegler, Paul Marshall. The effect of metabolic alkalosis on central and peripheral mechanisms associated with exercise induced muscle fatigue in humans.
  11. Klass M, Roelands B, Lévénez M, Fontenelle V, Pattyn N, Meeusen R et al. Effects of noradrenaline and dopamine on supraspinal fatigue in well-trained men. Med Sci Sports Exerc 2012; 44: 2299–2308.
  12. Nielsen J, Schroder HD, Rix CG, Ortenblad N. Distinct effects of subcellular glycogen localization on tetanic relaxation time and endurance in mechanically skinned rat skeletal muscle fibres. J Physiol 2009; 587: 3679–3690.
  13. Ortenblad N, Nielsen J, Saltin B, Holmberg HC. Role of glycogen availability in sarcoplasmic reticulum Ca2+ kinetics in human skeletal muscle. J Physiol 2011; 589: 711–725.
  14. Ortenblad N, Westerblad H, Nielsen J. Muscle glycogen stores and fatigue. J Physiol 2013; 591: 4405–4413.
  15. Stackhouse SK, Reisman DS, Binder-Macleod SA. Challenging the role of pH in skeletal muscle fatigue. Phys Ther 2001; 81: 1897–1903.
  16. T. K. Khong, V. S. Selvanayagam, S. K. Sidhu, A. Yusof. Role of carbohydrate in central fatigue: a systematic review. Scand J Med Sci Sports 2016.
  17. Westerblad H, Allen DG, Lannergren J. Muscle fatigue: lactic acid or inorganic phosphate the major cause? News Physiol Sci 2002; 17: 17–21.
  18. Zając A., Chalimoniuk M. , Maszczyk A., Gołaś A. ,Lngfort J. Central and Peripheral Fatigue During Resistance Exercise –A Critical Review. Journal of Human Kinetics volume 49/2015, 159-169

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *