A harántcsíkolt vázizom erőkifejtése és teljesítménye

A harántcsíkolt vázizom erőkifejtési képességét és teljesítményét anatómiai, élettani, mechanikai és mentális tényezők is befolyásolják.

Erőkifejtés

Az erőkifejtés nagyságát a következő tényezők határozzák meg:

  • A működő izom aktuális hossza;
  • Az izom funkcionális elemeinek élettani keresztmetszete;
  • Az izom rostösszetétele;
  • Az ingererősség;
  • Az ingersűrűség;
  • Az izomkoordináció;
  • A mozgatott ízület szöghelyzete;
  • Az izom tapadási helye által meghatározott erőkar nagysága;
  • A technikai tudásszint;
  • A mozgósítható energia mennyisége és az energiaellátás színvonala;
  • A hormonális tényezők;
  • A motiváció mértéke;
  • A súlyterhelés nagysága.

A működő izom aktuális hossza

A működő izom hossza, és az izmokat felépítő szarkomerek hossza között egyenes arányosság van, ha az izom megnyúlik, megnyúlik a szarkomer is. A vázizomrostok feszülési, erőkifejtési képességét a szarkomerek (mint a legkisebb funkcionális egységek) összehúzódási képessége adja, mely nagymértékben függ a szarkomerek hosszától, ami determinálja a kialakulni képes (az erőkifejtés nagyságát végsősoron meghatározó) munkavégző kereszthidak számát.

  • Az egy kereszthídciklusban létrejött erőcsapás elmozdulása kb. 5 nm, erőkifejtése pedig kb. 5-10 pN (Cook, 1997).

Maximális feszülés észlelhető, ha a szarkomerek hossza 2,0-2,2 µm, ilyenkor a miozin filamentum két vége felé elhelyezkedő ún. tüskés szakasz és az aktin filamentum maximális átfedésben van.

Ezt meghaladó szarkomerhossz mellett a feszülés képessége fokozatosan csökken, 3,6 µm felett aktív feszülésre már nem képes az izom, a kétféle filamentum-rendszer szétcsúszása következik be (a kötőszöveti, támasztó struktúrák passzív feszülése természetesen ilyenkor jobban érvényesül).

A szarkomerhosszat rövidítve, 2 µm alatt a feszülési képességet előbb enyhébb ütemben csökkenti a két aktin filamentum összeütközése a szarkomer közepén. Tovább rövidítve, kb. 1,6 µm alatt az aktin filamentumok torlódása és a miozin filamentumok ütközése a Z-vonalhoz meredekebben tovább rontja az erőkifejtés lehetőségeit. Végül 1,2 µm szarkomerhossz alatt az aktin filamentumvégek ellenkező oldali Z-vonalba ütközése az aktív feszülés lehetőségét végleg megszünteti, az izom erőkifejtésre képtelenné válik.

Az izom funkcionális elemeinek élettani keresztmetszete

A maximális erőkifejtési képesség az izom élettani keresztmetszetével arányos, amely a rostlefutásra merőleges síkban mérhető keresztmetszetnek felel meg. Ez gyakorlatilag az összehúzódásra képes szarkomereket tartalmazó miofibrillumok élettani keresztmetszeteinek összege. Ha ez a keresztmetszet nagyobb (tollazott izmok), ill. növekedik (miofibrilláris hipertrófia), nagyobb az izom erőkifejtési képessége is (több szarkomerben, több munkavégző kereszthíd alakulhat ki).

  • Élettani keresztmetszeten olyan síkot értünk, amely az izom minden rostját keresztben metszi.

Az izom rostösszetétele

A több gyors rostot tartalmazó izmok erőkifejtő képessége nagyobb.

Ahhoz, hogy egy izomrost nagyobb erőkifejtésre legyen képes (F=ma és a=Δv/Δt alapján) vagy a kontrakcióban részt vevő kereszthidak számának növekedése (az m lesz nagyobb) vagy a kontrakció beteljesedéséhez szükséges idő csökkenése (az a lesz nagyobb, tehát a Δt, az eltelt idő kevesebb) szükséges.

A gyors rost erőkifejtő képessége a következők miatt nagyobb, mint a lassúé:

  • vastagabb axon idegzi be, ezért gyorsabban jut el az ingerület az α-motoneurontól a rost sejtmembránjára,
  • tubuláris rendszere (T-tubulus és szarkoplazmatikus retikulum) sűrűbb, ezért a sejtmembránról az érkező ingerület ugyanannyi idő alatt több szarkomerhez jut el, vagyis a teljes izom gyorsabban aktiválódik (Eisenberg, 1983),
  • nagyobb bennük az ATP-áz enzim aktivitása (nagyobb az aktin és miozin molekulák egymáson történő elcsúszásának sebessége),
  • vastagabb, több miofibrillum (így több kereszthíd is) található benne,
  • nagyobb motoros egységeket alkotnak, ezért egyetlen idegroston érkező ingerület több izomrostot (így több kereszthidat) vonhat munkába.

Az ingererősség

Az összehúzódás erősségét a részt vevő (toborzott) motoros egységek száma is befolyásolja. Az elektromos impulzusok egyre több (és egyre nagyobb méretű) motoros egység ingerküszöbét érik el, mígnem a legmagasabb ingerküszöbű motoros egységek is toborzásra kerülnek (maximális inger). Az ingererősség további növelése már nem okoz erősebb izomfeszülést.

  • Ingerküszöb alatt azt a minimális erősségű idegi impulzust értjük, amely az izomrostokban kontrakciót válthat ki. Nagyságát az izomrostot beidegző α motoneuron mérete határozza meg, minél nagyobb az α motoneuron, annál magasabb az ingerküszöbe. Ha az inger nagyobb az ingerküszöbnél, akciós potenciál indul az izomrostok felé, ha kisebb, az inger "elakad".

A terhelés növekedésével a motoros egységek besorozása (így a hozzájuk tartozó izomrostok aktiválódása) mindig meghatározott rendben, legelőször a legkisebb motoros egységek, majd a nagyobbak, végül a legnagyobbak beléptetésével (a méretelv szerint) történik (Henneman és munkatársai, 1965).

  • A méretelv a különböző méretű gerincvelői α motoneuronok eltérő elektromos tulajdonságaira vezethető vissza (ingerküszöb). A nagyobb α motoneuronokhoz tartozó nagyobb (és magasabb ingerküszöbű) motoros egységek általában gyorsan összehúzódó, rövid kitartású izomrostokból állnak, és csak akkor aktiválódnak, ha a szervezetnek rövid időre nagy erőt kell mozgósítania (pl. nagy terhet mozgatni), minél nagyobbat, annál több és annál magasabb ingerküszöbű motoros egység aktiválódik.

Az erősportolók azért is képesek nagyobb erőkifejtésre, mert a fejlettebb idegrendszerük a magas ingerküszöbbel rendelkező motoros egységeket is képes bekapcsolni, szemben az edzetlen emberekkel.

  • Azonos izomtömeggel rendelkező erősportoló és edzetlen ember közül bizonyos, hogy az erősportoló jóval nagyobb erőkifejtésre lesz képes csupán azért, mert izomzatának nagyobb arányát képes egyszerre működtetni.

Érdemes megjegyezni, hogy az, hogy a maximális inger hatására az összes motoros egység bekapcsolódna, csak egy elmélet. Az egyszerű izom-összehúzódások alkalmával az egyes motoros egységek alternálnak, azaz váltják egymást (Grimby és Hannerz, 1968; Westgaard és de Luca, 1999; Bawa és munkatársai, 2006), és az izom 100%-os kihasználása nem létezik (Váczi, 2015). Az afferens inger növelésével az izom-összehúzódás is egyre erősebb lesz (gradált válasz), azonban a legerősebb afferens inger sem aktiválja a teljes izmot, csak annak egy frakcióját (Sherrington frakcionálási elve).

  • Tény, hogy nagyon nagy erőkifejtés igényekor vagy életveszélyes helyzetben az ember szokatlanul nagy erőkifejtésre képes, a toborozható motoros egységek jelentős része bekapcsolódhat. De hogy ilyenkor az összes bekapcsolódna, nem igazolt, mivel az ehhez szükséges, gyakorlatilag a halálfélelemnek megfelelő állapotot ellenőrzött kutatási körülmények között nem igazán lehet előidézni, ill. az eredményt megfelelően értékelni.

Az ingererősség szabályozása

Fontos, hogy a motoros egységek bekapcsolását proprioceptív afferensek modulálják (Grimby és Hannerz, 1968).

Az α motoneuronon érvényesülő inger erőssége nem egyetlen AP-tól függ. Az AP amplitúdója független a kiváltó inger nagyságától, "minden vagy semmi" természetű (Fonyó, 2011).

Az α motoneuron dendritjeinek szinapszisain keresztül az idegrendszeri mozgásszabáyozás különböző területeihez is kapcsolódik (pl. a kisagyhoz, amely a legfontosabb mozgáskoordináló agyterület, vagy a gerincvelőhöz és az agytörzshöz, amelyek a reflexes elemi mozgások központjai). Ezek a kapcsolatok interneuronok által szabályozottak.

  • A gerincvelőben több le- és felszálló pálya fut, amelyek közvetve, interneuronok közvetítésével csatolódnak át az α motoneuronokra. Az interneuronok szinapszisai az idegrendszeri mozgásszabáyozás felsőbb szintjeitől, vagy a szenzoros neuronoktól (proprioceptorok) kapott impulzusok alapján a mozgást (a mozgást kiváltó ingerületet) gátló vagy serkentő hatásúak.
  • Serkentő szinapszis esetén (ingerületátvivő anyag lehet, pl. ACh, noradrenalin vagy glutaminsav) kinyílik az ioncsatorna, és Na+ vándorol a posztszinaptikus membránon keresztül a sejt belseje felé, megváltoztatva annak töltésviszonyait. A posztszinaptikus membránon úgynevezett excitatórikus posztszinaptikus potenciálváltozás (EPSP) alakul ki. A keletkezett elektromos impulzust a membrán tovább vezeti, végül a posztszinaptikus sejten több AP alakul ki.

  • Gátló szinapszis esetén az ingerületátvivő anyagok (pl. GABA vagy glicin) a membránreceptorokhoz kötődve a K+- és a Cl--csatornák kinyílását váltja ki, aminek hatására a membrán Cl--t ereszt át. Ennek hatására nő a negatív töltések aránya a sejten belül, a membrán hiperpolarizálódik, ami a sejt saját kisülési esélyét csökkenti (gátlás), inhibitoros posztszinaptikus potenciálváltozás (IPSP) jön létre. Ezzel a fogadósejt az átlagos ingerekre nem reagál, nem alakul ki tovaterjedő AP.

A központi idegrendszer által indított AP erőssége adott és állandó (meg minden idegsejté is). Amikor egy motoros egység aktiválódik, akkor valójában a fogadó α motoneuront a dendritjeinek serkentő szinapszisain keresztül több AP éri, miközben az idegrendszeri szabályozás eredményeként a gátló szinapszisok is aktívak lehetnek.

  • Az így kialakult EPSP-k és IPSP-k térben és időben összegződnek (szummáció), és a motoneuron axondombján a potenciálváltozásnak megfelelően (az ingerküszöb függvényében) az AP vagy létrejön, vagy nem a motoneuron axonján is. Ha létrejön, az ingerület továbbterjed az általa beidegzett izomsejtek felé.
  • Tehát az AP erőssége konstans, ebből az következik, hogy a nagyobb ingerküszöbű izomrostokat nem lehet úgy munkába vonni, hogy (egy) érkező AP erősebb legyen (nem tud), csak úgy, ha több AP összegződik, és az idegrendszer szervező működésének eredményeként az összegződött potenciálváltozás eléri az aktiválni kívánt α motoneuron ingerküszöbét.

Gyakorlati szempontból az inger erősségét a terhelés (a súly vagy az erőkifejtés, ill. az erőkifejtésre irányuló akaratlagos szándék) határozza meg.

  • A (súly)terhelés vagy a mozgás kivitelezéséhez szükséges erőkifejtés nagyságát az izomban és az ínban lévő receptorok (proprioceptorok) érzékelik (afferens inger). Az afferens inger növekedése és az akaratlagos erőkifejtésre irányuló szándék erősödése növeli az α motoneuronban az összegződő potenciálváltozást, azaz az inger erősségét.

A gátlás érvényesülése szintén fontos, hiszen annak eredményeként hiába ér el a (súly)terhelés vagy az erőkifejtésre irányuló szándék egy adott ingererősséget kiváltani képes szintet, nem aktiválódik az összes ahhoz tartozó és az alatti ingerküszöbű motoros egység, csak egy frakciójuk (Sherrington frakcionálási elve).

Az ingersűrűség

Az inger hatására kialakuló mechanikai válasz az izomrángás. Egy adott motoros egységhez tartozó rostok akkor fognak nagyobb erővel összehúzódni, ha az ingerek (akciós potenciálok) nagyobb sűrűséggel érkeznek hozzájuk az α-motoneurontól (frekvencia moduláció).

A vázizomzat esetén nem fordul elő, hogy egyetlen inger érje az izomrostot, mindig ingerek sorozata érkezik. Amennyiben az ingersűrűség nő, akkor az izomfeszülés minden egyes rángás után fokozódik, az első kontrakcióra újabb rakódik (szuperpozició).

  • Ennek a lépcsős változásnak az az oka, hogy a sejtplazma Ca2+ szintje minden egyes ingernél tovább növekszik. Az újabb Ca2+ kiáramlás hozzáadódik (fúzió) az előző aktiválásból megmaradt Ca2+ szinthez, befolyásolva ezzel az aktin-miozin kölcsönhatást.
  • Minél nagyobb az ingersűrűség, a Ca2+ pumpák annál kevesebb Ca2+-t tudnak visszajuttatni a szarkoplazmatikus retikulumba két inger között az újabb kiáramlás előtt.

  • Az ingersűrűség növekedésével (15-30/s) az egyes kontrakciók egyre inkább egymásra rakódnak (szummáció), és az ingerek között csak részleges relaxáció tapasztalható (inkomplett tetanusz).

  • Amikor a sorozatingerlés eléri a 30-60/s-ot, a következő kontrakció hamarabb aktiválódik, mint ahogy a megelőző eléri a maximumát, így az egyes rángások már nem lesznek elkülöníthetőek (komplett tetanusz).
  • Komplett tetanuszhoz vezető nagy frekvenciájú impulzussorozat csak a nagyon gyors és erőteljes összehúzódások legkezdetibb fázisában jön létre.

10-15 Hz-nél magasabb frekvenciával kisülő motoros egységet normális esetben ritkán látni, mivel gyorsan interferencia alakul ki (Dr. Arányi Zsuzsanna - Gyakorlati útmutató EMG vizsgálatokhoz).

Az izomkoordináció

A motoros egységek toborzásának összehangolását (egyidejű bekapcsolását), mint az izom egyik fontos neuromechanikai tulajdonságát, intramuszkuláris koordinációnak vagy motoros egység szinkronizációnak nevezzük.

Az egyszerű izom-összehúzódások során a motoros egységek aszinkron módon aktiválódnak, így az izomzat egyik izomrostja pihenhet, míg egy másik összehúzódik. Ez lehetővé teszi, hogy az izom hosszabb ideig működhessen szubmaximális munkaterhelésnél (Bandy és munkatársai, 1990).

  • Maximális izomfeszülés során a motoros egységek többsége szinkronban tüzel, így az izomrostok ugyanakkor aktiválódnak. Ilyen módon az izom képes maximális, vagy közel maximális erőt generálni, de az összehúzódást csak rövid ideig lehet fenntartani (Milner-Brown és munkatársai, 1973).

Célorientált mozgás precíz kivitelezésekor a feladat, és az elvégzéséhez szükséges erő függvényében kell a motoros egységeket aktiválni. Amennyiben kis erőkifejtésre van szükség a célorientált mozgás elvégzéséhez, kevesebb (és kisebb ingerküszöbű) motoros egység aktiválódik.

  • Egy kisebb tömegű tárgy megemeléséhez nincs szükség annyi kereszthíd egyidejű kapcsolódására, mint a súlyemelők esetében a nagy tömegű súlyok emelésénél.
  • Ha a szükségesnél több motoros egység kapcsolódik be, akkor a túlságosan nagy erő miatt a mozdulat pontatlan lesz.

A célorientált mozgásoknál nemcsak az egy izmon belüli, hanem több különböző izom motoros egységeinek koordinálásával, egyidejű aktiválásával vagy relaxálásával szabályozható a mozgás. Két vagy több különálló izom működésének összhangját intermuszkuláris koordinációnak nevezzük.

  • Egy mozdulatban több izom is részt vesz, melyek szinkronitása vagy bekapcsolásuk időbeli sorrendisége jelentősen befolyásolja a mozgás végeredményét.

Az inter- és intramuszkuláris koordináció együttesen szabályozza a mozgások kimenetelét. Míg az előbbi az izmok bekapcsolási sorrendiségét, az utóbbi az egyes izmok erőkifejtését szabályozza.

A mozgatott ízület szöghelyzete

Bármilyen dinamikus mozgást is végzünk, az izmok (eredésüknél és tapadásuknál fogva) különböző ízületi szögpozíciókban más és más erőt fejtenek ki, amivel az egyes csontokat elmozdítják.

A csontok ízesülése mentén forgómozgás jön létre, vagyis az izmok erejüknél fogva egy adott ízületben forgatónyomatékot hoznak létre.

  • A forgatónyomaték (M) egy adott erőhatás adott középpontra való forgatóképességét megadó fizikai mennyiség. A ható erő (F) és az erőkar (r) hosszának szorzatával számolható ki.
  • Az erőkar a forgástengelyből az erőhatás útjára merőlegesen húzott szakasz.

Ha csak ennyit vennénk figyelembe, akkor azt mondhatnánk, hogy pl. bicepszhajlításnál a vízszintestől eltérő (a 90°-nál kisebb vagy nagyobb szöghelyzetű) alkar esetén sokkal kedvezőbbek a nyomatékviszonyok (a teherhez tartozó kisebb erőkar miatt), kisebb erőt kell kifejteni az izomnak ugyanakkora súly, azonos jellemzőjű mozgatásához (vagy akár a megtartásához).

Árnyalja azonban a képet, hogy az izom-ízület-teher rendszerben nem egy, hanem két (ellentétesen ható) forgatónyomaték ébred, mindkettő az ízületre hat és arányos erőkar tartozik hozzá. Az egyik forgatónyomatékot a teher (a súly amivel dolgozunk), a másikat az izom által kifejtett erő hozza létre.

Az alkar hajlítása során az erőkarok nagysága a szög függvényében változik, de egymáshoz viszonyított arányuk nem. Egyensúlyban: FM × rM = FW × rW, ebből következően FM = FW × (rW/rM). Mivel rW/rM és FW (a teher tömege) is állandó, így FM (az izom által kifejtett erő) is állandó, tehát az ízület szöghelyzete önmagában nem befolyásolja az erőkifejtés nagyságát.

Viszont a különböző ízületi szöghelyzetekben különböző az izom hossza, ezáltal a szarkomer hossza is (első pont). Az izom hosszának (ezzel együtt az ízületi szöghelyzet) változásával végső soron változik az izom által maximálisan kifejthető erő.

Azt az ízületi szöghelyzetet, amelyben a legnagyobb forgatónyomaték érhető el, optimális szöghelyzetnek nevezzük. Térdfeszítő izmok esetében ez kb. 60-80°, térdflexoroknál pedig 10-20°.

Az izom tapadási helye által meghatározott erőkar nagysága

Minden izomnak van legalább egy eredési és egy tapadási pontja, melyeken keresztül a csontra rögzül. Ezeknek a pontoknak a helyei genetikailag rögzítettek, edzéssel nem lehet változtatni rajta.

A mozgások közben általában elmozduló tapadási pont távolsága az ízülettől (forgásponttól) határozza meg azt az erőkart, amellyel az izom dolgozik.

Az ízületi szöghelyzettel szemben az izom tapadásának a helye közvetlenül befolyásolja az izom által létrehozott forgatónyomaték nagyságát, így az ugyanakkora izomfeszülés mellett legyőzhető terhelés nagyságát.

  • Két azonos magasságú és csonthosszúságú sportoló közül, ha az egyiknek egy jobb tapadási pont nagyobb erőkart tesz lehetővé, akkor nagyobb súlyt képes leküzdeni ugyanakkora izomerő kifejtésével.

A technikai tudásszint

Egyrészt az inter- és intramuszkuláris koordináció fejlettségét jelenti, a nem megfelelő időben és/vagy sorrendben bekapcsolt motoros egységek "összehangolatlansága", másrészt a gazdaságtalan technikával (nem optimális mozgáspályán) végrehajtott gyakorlat rontja a teljesítményt.

A mozgósítható energia mennyisége és az energiaellátás színvonala

Az erőedzések energiaigényének biztosítása közvetlenül foszfátok által, de lényegében szénhidrátból történik. Mind a foszfátok (ATP, CP), mind a szénhidrát (glikogén) tárolt mennyisége a szervezetben limitált.

Az izom anaerob alaktacid szintje

A maximális erőkifejtés (és úgy általában az izomműködés első néhány másodpercének) energiaigényét a sejtekben levő adenozin-trifoszfát (ATP) és a kreatin-foszfát (CP) elégíti ki. Mivel a sejtkészlet ezekből a foszfátokból nagyon kevés, gyorsan kiürül.

  • Minél többet képes ezekből készleten tartani az izomsejt, annál hosszabb ideig tartható fenn a maximálishoz közeli erőkifejtés.

Az anaerob laktacid energiaellátás színvonala

Az anaerob energiaellátás harmadik lépcsőjének (glikolízis) hatékonyságát az izomban tárolt glikogén-granulátumok mennyisége, ezek mobilizációjának hatékonysága, ill. az izom laktáttűrő képessége határozza meg.

  • Minél hatékonyabban működik a glikolízis, annál tovább tartható fenn a viszonylag nagy erőkifejtést biztosító anaerob izomműködés.

Az izomglikogén szintje

Az alacsony szénhidrátbevitel jelentősen korlátozza a fizikai teljesítőképességet (Burke LM és munkatársai, 2004), így a vázizomzat és a központi idegrendszer számára elsődlegesen fontos a bevitele. A raktárak kimerülése fáradtság és az erőkifejtés csökkenése formájában jelentkezik.

A teljesítőképesség jelentősen csökken, ha az izomglikogén-készlet alacsony szintre csökken, még akkor is, ha a többi tápanyag egyébként megfelelő energiaszintet biztosíthatna (Bergstrom és munkatársai, 1967).

  • Bebizonyosodott, hogy szoros kapcsolat van az izomglikogén-tartalom és a fáradtságtűrés között, mind a hosszabb (több mint 1 óra), mind a nagy intenzitású szakaszos terhelések során (Pernow és Saltin, 1971; Gollnick és munkatársai, 1972; Bangsbo és munkatársai, 1992; Hargreaves és munkatársai, 1995).

  • Az alacsony izomglikogén-szint gátolja a szarkoplazmatikus reticulumból a Ca2+ kiáramlását és az idegsejt membránjában lévő Na+/K+ pumpa aktivitását, ezáltal a kontrakciót kiváltó idegi ingerület rosszabb hatásfokkal érkezik az izomsejthez, ill. a Ca2+ a kontraktilis elemekhez, és ez független az izomrostok teljes energiaszintjétől (Ørtenblad és munkatársai, 2013).

Az alacsony izomglikogén-szint és a károsodott kontraktilis funkció közötti kapcsolat leginkább elismert elmélete, hogy a glikogén nélkülözhetetlen szubsztrát, amelynek kimerülése az ATP-regeneráció sebességének csökkenését eredményezi (Ørtenblad és munkatársai, 2013).

A hormonális tényezők

A sportteljesítményben a hormonális rendszer (endokrin rendszer) igen fontos szerepet játszik, szerepe van az anyagcserében, a folyadékháztartásban, a vérkeringés szabályozásában, a fehérje-szintézisben és az immunrendszer működésében is.

Terhelés közben a legtöbb hormon szintje a vérben megemelkedik, aminek oka elsősorban a hormonok termelésének fokozódása, de közrejátszik ebben a májban való csökkent lebontásuk is.

Nagy erőkifejtéskor a működő izomzat több tápanyagot, főképp glükózt igényel energiaszolgáltatóként. Csökken a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek β-sejtjei által termelt (vércukorszint csökkentő) hormon, az inzulin kiválasztása és emelkedik egy másik, ugyancsak a Langerhans-szigetek, de azok α-sejtjei által termelt (vércukorszint emelő) hormon, a glukagon termelése.

Ezzel párhuzamosan a mellékvesevelő által termelt katekolaminok (adrenalin, noradrenalin, dopamin) mennyisége megnő, hatásukra a zsírszövetben és az izomszövetben egyaránt fokozódik az energiát szolgáltató tápanyagok mobilizálása.

Hosszabb ideig tartó erőkifejtés során lecsökkenhet a máj és a vázizomzat glikogén tartalma, ezáltal a vércukorszint is. A mellékvesekéreg által termelt szteroidhormon, a kortizol, és az agyalapi mirigy elülső lebenyében (adenohipofízis) termelődő növekedési hormon (GH) fokozott elválasztása igyekszik ezt kivédeni olyan módon, hogy növelik a vér szabad zsírsav és aminosav koncentrációját, ami energiát, ill. glükózt szolgáltathat (vö. a harántcsíkolt vázizom energiaellátása).

Cirkadián ritmus (a szervrendszerek élettanilag összehangolt működése)

A tobozmirigy által termelt melatonin, a központi idegrendszer szerotonerg neuronjai és a gyomor-bél rendszer enterokromaffin sejtjei által termelt szerotonin hormonok biztosítják a testhőmérséklet, anyagcsere, légzés, keringés, központi idegrendszer szinkronizációját és 20-28 óránkénti periódikus változásait.

  • Ezen hormonok termelődése váltja ki pl. az éberséget és álmosságot.

Sportteljesítményt befolyásoló hatásai

Keringés: Ebéd után csökken a vérnyomás, majd fokozatosan emelkedik, csúcsa 15-16 óra körül van.

Légzésritmus: Hajnal 3 óra és 8 óra között a legalacsonyabb a kilégzési térfogat, ezért a kora reggeli kardio edzések kerülendők.

Anyagcsere: A vérplazma szabad zsírsav szintje az éjszakai órákban éri el csúcspontját. Ezért az aerob edzéseket célszerű az esti időszakra időzíteni.

Izommunka: Az izmok kontrakciós ereje 14-19 óra között a legnagyobb és a legintenzívebb edzésmunka pedig 19 óra körül valósítható meg. Az izmok rugalmassága 12-24 óra között a legjobb, ezért az erő és testépítő jellegű edzések kora este a leghatékonyabbak.

Tesztoszteron- és kortizolszint

  • Tesztoszteron: az anabolikus, felépítő folyamatok gyorsulnak, emeli az erőkifejtő képességet. Befolyásolja a viselkedést, ami agresszív magatartásban nyilvánul meg, elszántabb, kitartóbb teljesítményre sarkall (teljesítőkészség).
  • Kortizol: fokozza a fehérjék és a zsírok lebontását (egyúttal akadályozza a fehérjeszintézist), biztosítja a glükoneogenezis (glükózképződés) enzimeinek megfelelő szintjét, csökkenti a sejtek inzulinérzékenységét.

Habár a természetes tesztoszteronszint reggel a legmagasabb, ekkor a kortizolszint is kiugróan magas. Ez szintén a kora esti edzés hatékonyságát erősíti, amikor is a tesztoszteron- és kortizolszint aránya a legkedvezőbb.

A motiváció mértéke

A nem megfelelő hangulat, kedvetlenség, vagy éppen a kudarctól való félelem (a teljesítőkészség hiánya) gátja lehet az erőkifejtésnek.

A súlyterhelés nagysága

Végül magától értetődő módon, az izom erőkifejtésének mértékét meghatározza a súlyterhelés nagysága. Ezt a súlyterhelést fogjuk a későbbiekben intenzitásnak hívni.

Ha nincs akkora súlyterhelés, amely nagyobb erőkifejtést igényelne az izomtól, akkor az nem is fejt ki a feltétlenül szükségesnél nagyobb erőt (vö. ingererősség).

Ha viszont a súlyterhelés nagyobb, mint amit az izom önerőből képes legyőzni (1RM; Repetiton Maximum), akkor akár az 1RM-nél is nagyobb erőkifejtésre lesz képes (szupramaximális erőkifejtés), igaz a terhelést nem tudja önerőből legyőzni.

  • A gyakorlatban ez úgy néz ki, hogy (az excentrikus szakaszban nincs gond, lefele megy magától) a koncentrikus szakaszban segítő emeli le a többlet súly egy részét. Az izom erőkifejtése így (megfelelő segítési mérték mellett) nagyobb lehet az 1RM-nél.

Teljesítmény

A fizikában a teljesítmény (P) időegység (t) alatt elvégzett munkamennyiség (W).

A teljesítmény meghatározásához ismerni kell a munkamennyiséget is, mely az erő (F) és az irányába történő elmozdulás (s) szorzata.

  • Megengedve azt az egyszerűsítést, hogy erőedzés során az erő állandó nagyságú és irányú, ill. az erő és az elmozdulás iránya is egybeesik.

A sportteljesítmény

A sportmozgások során a teljesítményt általában nem lehet kizárólag a fizikai definíciójával és képletével értelmezni, mert a teljesítményt létrehozó erők több, esetleg ellentétes irányban is hatnak. Némi megengedő szemlélettel az erősport nem ilyen, a mechanikai teljesítményt létrehozó erő (a megmozgatott tömeg, és a rá ható gravitációs gyorsulás) jellemzően azonos irányba hat, így egzakt módon mérhető (lenne) az elvégzett munka, és a munka elvégzéséhez szükséges idő is mérhető.

  • A megengedő szemlélet egyrészt azt takarja, hogy a tényleges erőkifejtés helyett csak a mozgatott tömeget vesszük figyelembe.
  • A gravitációs gyorsulás állandó, a rúd mozgásából ehhez hozzáadódó pozitív és negatív gyorsulás pedig nagyjából kiegyenlíti egymást.

  • Másrészt az elmozdulást sem mérjük pontosan, hanem feltételezzük (és be is tartjuk), hogy a mozgástartományt nem rövidítjük le, így megelégszünk annyival, hogy egy ismétlés elmozdulása annyi amennyi, két ismétlésé meg 2x annyi.

  • Mivel nem a tudományos igényesség a cél, hanem pusztán az edzésterhelésünk menedzselése, ezért pont elegendő lesz, ha az elvégzett munkát a tömeg x ismétlés alapján mérjük kg-ban (vagy fix intenzitás mellett akár csak az össz. ismétlésszámot tartjuk nyilván), és majd ezt hívjuk volumennek. A teljesítmény pedig ennek, és az elvégzéshez szükséges időnek a hányadosa.

A sportteljesítmény emberi tényezői

Teljesítőképesség: a szervezet azon fizikai, szellemi, pszichikai képességei tartoznak ide, amelyeket az edzésen elvégzett munkával, a sportági felkészülés során fejlesztünk.

Teljesítőkészség: a sportoló pillanatnyi érzelmi állapotát, hozzáállását, magatartását foglalja magában. A teljesítőkészség a sportoló azon állapotát jelenti, amely által az edzéseken, a felkészülés során megszerzett képességeket realizálni tudja téthelyzetben.

  • A jó teljesítmény elvárásával kapcsolatos eltúlzott aggodalmak minden esetben negatívan befolyásolják a sportteljesítményt. Hardy (1990) szerint, ha meghalad egy bizonyos szintet, a teljesítmény szinte nullára csökken, katasztrófa következik be.

  • Az éberség, a szervezet általános aktivációs szintje (mely a motivációtól függ) szintén lényeges, ha túl alacsony (nyugalmi állapot), akkor ugyanolyan alacsony teljesítmény jön létre, mint ha túl magas ("túlpörgött" állapot). Létezik egy optimális éberségi szint (közepes mértékű aktivációs állapot), melynél a legjobb teljesítmény érhető el.

A sporttudomány jelenleg nem tudja meghatározni az öröklött, ill. a szerzett képességek befolyásának arányát a teljesítmény alakulásában. A magas szintű sportteljesítményhez mindkettő nélkülözhetetlen és egymással szoros kölcsönhatásban áll.

A genetikai információ eredendően meghatározza egy sportoló genetikai kapacitásának a maximumát (biológiai határ). A sportági képzés hatására az, aki rendszeres és tervszerű edzésmunkában vesz részt valószínűsíthető, hogy ezt elérheti.

Kapcsolat: natstrength@gmail.com