Hoofstuk 4 Oefen Metabolisme EXERCISE PHYSIOLOGY Theory and Application to Fitness and Performance, 6th edition Scott K. Powers & Edward T. Howley

Doelwitte Bespreek die verhouding tussen oefen intensiteit/durasie en die bioenergetiese paaie Definieer die term suurstof verskil Definieer die term laktaat drempelwaarde Bespreek verskeie moontlike meganismes vir die skielike styging in bloed-laktaat tydens inkrementele oefening Lys die faktore wat brandstof seleksie reguleer tydens verskillende tipes oefening

Doelwitte Verduidelik hoekom vet metabolisme afhanklik is van koolhidraat metabolisme Definieer die term Suurstof skuld Verskaf die fisiologiese verduideliking vir die onservasie dat die O2 skuld groter is na intense oefening as wanneer dit vergelyk word met O2 skuld na ligte oefening.

Rus-tot-oefening oorskakeling Suurstof opname verhoog skielik Bereik “steady state” binne 1-4 minute Suurstof verskil Tekort in suurstof opname aan die begin van oefening Stel voor om anaerobiese paaie eers te volg wat bydra tot totale ATP produksie Na “steady state” bereik is , ATP benodig word bereik deur aerobiese ATP produksie

Die Suurstof verskil Fig 4.1

Verskille in VO2 tussen geoefen en ongeoefende Fig 4.2

Herstel van oefening Metaboliese Response Suurstof skuld of Excess post-exercise oxygen consumption (EPOC) Verhoogde VO2 vir verskeie minute dadelik na oefening “Vinnige” porsie van O2 skuld Hersintetisering van gestoorde PC Vervang spier en bloed O2 store “Stadige” porsie van O2 skuld Verhoogde harttempo en asemhaling,  energie behoefte Verhoogde liggaamstemperatuur,  metaboliese tempo Verhoogde epinephrine & norepinephrine,  metaboliese tempo Omskakeling van laktaat of melksuur na glukose (gluconeogenesis)

Suurstof verskil en skuld tydens Ligte-gemiddelde en swaar oefening Fig 4.3

Fig 4.5

Metaboliese Response tot oefening Kort-Termyn Intense oefening Hoë-intensiteit, kort-termyn oefening (2-20 sekondes) ATP produksie deur ATP-PC sisteem Intense oefening langer as 20 sekondes ATP produksie via anaerobiese glikolise Hoë-intensiteit oefening langer as 45 sekondes ATP produksie deur die ATP-PC, glikolise, en aerobiese sisteme

Metaboliese Response tot oefening Verlengde oefening Oefening langer as 10 minute ATP produksie primêr vanaf aerobiese metabolisme “Steady state” suurstof opname kan gewoonlik instand gehou word Verlengde oefening in warm/humiede omgewing of teen hoë intensiteit “Steady state” nie bereik Opwaartse kurwe in suurstof opname oor tyd

Opwaartse dryf in suurstof opname tydens langdurige oefening Fig 4.6

Metaboliese Response tot oefening Inkrementele oefening VO2 – Vermoë om suurstof te verskaf en gebruik Suurstof opname verhoog linieêr tot VO2max bereik is. Geen verdere verhoging in VO2 met verhoogde werktempo Fisiologiese faktore wat invloed het op VO2max Vermoë van kardiorespiratoriese sisteem om suurstof aan spiere te verskaf. Vermoë van spiere om suurstof te gebruik en ATP aerobies te produseer

Verandering in suurstof opname tydens Inkrementele oefening Fig 4.7

Laktaat drempelwaarde Die punt waar bloed melksuur skielik verhoog tydens inkrementele oefening Ook genoem die anaerobiese drempelwaarde Meganismes vir laktaat drempelwaarde Lae spier suurstof Versnellende glikolise Rekrutering van vinnige spierevesels Verlaagde tempo van laktaat verwydering uit bloed Praktiese gebruik in voorspelling van prestasie en merker van oefen intensiteit

Identifisering van die laktaat drempelwaarde Fig 4.8

Meganismes om laktaat drempelwaarde te verduidelik Fig 4.10

Bepaling van brandstof verbruik tydens oefening Respiratoriese omskakelingsratio (RER of R) VCO2 / VO2 Vet (palmitic acid) = C16H32O2 C16H32O2 + 23O2  16CO2 + 16H2O + ?ATP R = VCO2/VO2 = 16 CO2 / 23O2 = 0.70 Glukose = C6H12O6 C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + ?ATP R = VCO2/VO2 = 6 CO2 / 6O2 = 1.00

Bepaling van brandstof verbruik tydens oefening Dui brandstof verbruik aan 0.70 = 100% vet 0.85 = 50% vet, 50% CHO 1.00 = 100% CHO Tydens “steady-state” oefening VCO2 en VO2 reflektief van O2 verbruik en CO2 produksie by sellulêre vlak

Oefen Intensiteit en brandstof Seleksie Lae-intensiteit oefening (<30% VO2max) Vette primêre brandstof Hoë-intensiteit oefening (>70% VO2max) CHO primêre brandstof “Crossover” konsep Beskryf die skuif van vet na CHO metabolisme as oefen intensiteit verhoog Weens: Rekrutering van vinnige spiervesels Verhoogde bloedvlakke van epinephrine

Illustrasie van die “Crossover” Konsep Fig 4.11

Oefen Durasie en brandstof seleksie Gedurende verlengde oefening, is daar n skuif vanaf CHO metabolisme na vet metabolisme Iverhoogde tempo van lipolise Afbreek van trigliserides na gliserol en vry vetsure (FFA) Gestimuleer deur verhoogde bloedvlakke van epinephrine

Skuif van CHO na Vet Metabolisme tydens langdurige oefening Fig 4.13

Interaksie van Vet en CHO Metabolisme tydens oefening “Fats burn in a carbohydrate flame” Glikogeen is uitgeput tydens langdurige hoë-intensiteit oefening Verlaagde tempo van glikolise en produksie van pirovaat Verminderde Krebs siklus tussengangers Verlaagde vet oksidasie Vette gemetaboliseer by Krebs siklus

Bronne van brandstof tydens oefening Koolhidrate Bloed glukose Spier glikogeen Vet Plasma FFA (van adipose weefsel lipolise) Intramuskulêre trigliserides Proteine Slegs klein bydrae tot totale energie produksie (slegs ~2%) Mag verhoog tot 5-15% laat in langdurige oefening Blood laktaat Gluconeogenesis via die Cori siklus