המולקולות המכריעות... מי ינצח בריצת 400 מטר ומי ינצח בריצת המרתון

מצגת בנושא: "המולקולות המכריעות... מי ינצח בריצת 400 מטר ומי ינצח בריצת המרתון"— תמליל מצגת:

1 המולקולות המכריעות... מי ינצח בריצת 400 מטר ומי ינצח בריצת המרתון
המולקולות המכריעות... מי ינצח בריצת 400 מטר ומי ינצח בריצת המרתון ד"ר אסנת רוה חמד"ע- מרכז לחינוך מדעי

2 הועד האולימפי המולקולרי:
ד"ר אדרנלין פרופסור חומצת חלב מר ATP האצן גלוקוז ומאמנו אינסולין חברי הועד למרחקים ארוכים השומנים

3 ד"ר אדרנלין

4 מערכת אוטונומית פעולת האיברים הפנימיים סימפתטית פארא-סימפתטית
מצבי חרום, פעילות מוגברת . פארא-סימפתטית מצבי רגיעה, תחזוקה שוטפת.

5 עיצבוב מקביל ומנוגד האיברים הפנימיים מחוברים בשני חיבורים מקבילים למערכתהעצבים. חיבור אחד פארא חיבור אחד סימפ

6 אל הרקמות החיוניות לפעילות גופנית
מצב חרום! ...או להילחם? לברוח ? אדרנלין! אספקת דם מוגברת אל הרקמות החיוניות לפעילות גופנית

7 מי הן הרקמות הפועלות? מוח לב עוררות, דריכות מוגברת תפוקת הלב עולה
(קצב וכוח) השפעת אדרנלין: ריאות כלי דם כיווץ כלי-דם שאינם פעילים קצב נשימה מואץ, מורחבים דרכי האויר.

8 קליטה מוגברת של סוכר,מוגבר חילוף חומרים.
מי הן הרקמות הפועלות? שרירים קליטה מוגברת של סוכר,מוגבר חילוף חומרים. השפעת אדרנלין: גיוס חומרי דלק . שומן עליה ברמות שומנים בדם. גלוקוז עליה ברמת הסוכר בדם

9 המערכת הסימפטתית פועלת ומופרש אדרנלין....
...סטרס? המערכת הסימפטתית פועלת ומופרש אדרנלין.... הנשימה מהירה הלב דופק מופרשת זיעה (הנקראת קרה) וגם עולות רמות השומנים והסוכרים בדם... ומי לא בא?

10 מכיון שהמערכת הסימפטתית כבר פועלת ומופרש אדרנלין....
השרירים יצרכו את הסוכר והשומן ולכן רמות הסוכר והשומן בדם, ירדו. פעילות גופנית מפחיתה סימפטומים של חרדה....

11 איזון בין שתי המערכות?

12 מר ATP

13 לכל תא יכולת רציפה ליצר ATP .
תא של מערכת החיסון נלחם בזיהום- צורך ATP לכל תא יכולת רציפה ליצר ATP . נעשה בזמן הפעילות

14 נשימה תאית חומר דלק + O2 CO2 +H2O ADP + P ATP חומרי הדלק:
דם ,ריאות ATP חומרי הדלק: סוכרים (בעיקר גלוקוז) שומנים (חומצות שומן) חלבונים (חומצות אמינו)

15 האצנים למרחקים ארוכים השומנים האצן גלוקוז

16 שומן או גלוקוז? אירובי אנאירובי שומן-אפשרי רק באספקה מיטבית של חמצן.
גלוקוז-אפשרי בריכוז חמצן נמוך אירובי אנאירובי אספקה מיטבית היא בלתי אפשרית במאמצים הדורשים אספקת אנרגיה גבוהה בזמן קצר לדוגמא: בדקות הראשונות של המאמץ

17 במאמר מוסגר בריכוז חמצן נמוך: חימצון חלקי של גלוקוז גליקוליזה
שימוש בגלוקוז יכול להתרחש: בריכוז חמצן גבוה: גליקוליזה קרבס זירחון חימצוני גלוקוז הופך כולו ל- CO2 ומים בריכוז חמצן נמוך: חימצון חלקי של גלוקוז גליקוליזה וייצור של חומצת חלב כדי לאפשר המשך גליקוליזה

18 שומן או גלוקוז? א. האם יש מספיק חמצן? ב. האם יש מספיק גלוקוז?
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית קפיצה אל: ניווט, חיפוש יחס החילוף הנשימתי (באנגלית: respiratory exchange ratio, מסומן על ידי האות R) הוא היחס שבין ריכוז החמצן הנקלט בגוף בהליך הנשימה לבין ריכוז הפחמן הדו חמצני הנפלט בתהליך זה. אדם נינוח פולט 80 מולקולות של פחמן דו-חמצני לכל 100 מולקולות של חמצן הנקלט לתוך הדם בנימי הריאה. במצב היציב, יחס זה שווה למנת הנשימה - respiratory quotient‏ (RQ). מנת נשימה היא אירוע נשימה במיטוכונדריה (חמצון אווירני): R יכול להשתנות מ- 0.7 ברקמת שומן ועד ל-1 בפחמימות. במצב היציב חומר הדלק העיקרי הינו שומן, משום ש-R באותם תנאים הוא בקירוב 0.8. ערך זה תלוי בין היתר בפחמימות. במצב שאינו יציב, למשל מצב בו קצב הלב עולה על 160 פעמיות לדקה, יכול יחס החילוף הנשימתי לעלות על 1, מכיוון שעם עליית החומציות בגוף עקב חוסר באספקת חמצן, נהפכים מאגרים של ביקרבונט חוץ תאי לגז פחמן דו-חמצני, אשר ננשף החוצה א. האם יש מספיק חמצן? ב. האם יש מספיק גלוקוז?

19 פעילות מתונה: תרומת חומרי הדלק
עד הדקה הראשונה: פירוק מאגרי ATP 5-10 דקות ראשונות: שימוש בעיקר בגלוקוז. לאחר מכן- חומצות שומן חומר הדלק העיקרי. 30 דקות ראשונות: גלוקוז מתחלף בחומצות שומן

20 שומן הוא מאגר לטווח ארוך....
הליכה מתמשכת הגלוקוז יספיק לכ-5 שעות השומן יספיק ל-11יום

21 ומה בפעילות מאומצת? לא ניתן להמשיך לאורך זמן.... קודם פירוק מאגרי ATP
לאחר מכן שימוש כמעט רק בגלוקוז (אין אפשרות להשתמש בשומן) לא ניתן להמשיך לאורך זמן....

22 פרופסור חומצת חלב

23 שימוש בגלוקוז יכול להתרחש:
בריכוז חמצן גבוה: גליקוליזה קרבס זירחון חימצוני גלוקוז הופך כולו ל- CO2 ומים בריכוז חמצן נמוך: חימצון חלקי של גלוקוז גליקוליזה וייצור של חומצת חלב כדי לאפשר המשך גליקוליזה

24 עייפות השריר: ירידה ביכולת הביצוע של השריר בעקבות פעילות.
עייפים? עייפות השריר: ירידה ביכולת הביצוע של השריר בעקבות פעילות.

25 פגיעה במנגנון הכיווץ, בהולכה העיצבית, פגיעה ביכולת התיפקוד של השריר
למה מתעייף השריר? פעילות אירובית פעילות אנאירובית 1. דילול הגליקוגן 2. הצטברות חומצת חלב האטת הגליקוליזה פגיעה במנגנון הכיווץ, בהולכה העיצבית, כאב פגיעה ביכולת התיפקוד של השריר 3. התעיפות צומת עצב שריר (במאמצים קיצוניים)

26 מאגרי גליקוגן גדולים יותר
שריר מאומן אספקת חמצן יעילה יותר פינוי ח. חלב מהיר יותר. הצטברות ח. חלב איטית יותר מאגרי גליקוגן גדולים יותר

27 מי ינצח בריצת ה-400? אוסקר פיסטוריוס? הוא אינו מתעייף?

28 בשרירים עולה רמת חומצת חלב
הצטברות חומצת חלב בתחילת המאמץ מביאה לגיוס כללי עולה ריכוז H3O+ בדם השפעות מקומיות מרכז בקרת הנשימה לב דלק מטבולי ריאות: עליה בקצב הנשימה שיחרור מוגבר של חמצן מן ההמוגלובין הרחבת כלי הדם ברקמה הפעילה בלבד

29 התמחות: שני סוגים של סיבי שריר
משתמשים בעיקר בגלוקוז משתמשים בעיקר בשומנים סיבים גליקוליטים סיבים אוקסידטיבים וביניהם?...

30 שני סוגים של סיבי שריר סיבים גליקוליטים יתרון: כוח מוגבר
צורכים בעיקר גלוקוז מייצרים חומצת חלב יתרון: כוח מוגבר חיסרון: מתעייפים חיוורים-לבנים סיבים אוקסידטיבים צורכים בעיקר בשומן אין חומצת חלב יתרון: אינם מתעייפים חיסרון: כוח מוגבל צבע אדום.

31 ..ובעצם 3 סוגי סיבים סוג II -מיוזין מהיר: מהירים סוג I-מיוזין איטי:
איטיים גליקוליטים (FT) אוקסידטיבים אוקסידטיבים (ST) כוח מוגבר וסיבולת נמוכה- מתעייפים מהר מאד. כוח בינוני וסיבולת בינונית. כוח מוגבל לעומת סיבולת גבוהה- מתעיפים לאט מאד.

32

33 Type IIx Type IIa Type II (fast) Type I (slow) 10% 40% 50% 48% 96% 4%
Relative Distributions of Slow Twitch & Fact Twitch Myosin Isoforms (Type I & Type II) Type IIx Type IIa Type II (fast) Type I (slow) 10% 40%  50% Average person 48% 96% 4% spinal injury 35% 45% 80% 20% sprinter 30% 60% 40% couch potato 0% marathoner איטיים מהירים

34 מי ינצח בריצת המרתון? אוסין בולט?

35 השריר-רקמה מסתגלת.. אטרופיה- היפר טרופיה- ירידה במסת שריר
אם אימון אם חסר פעילות אטרופיה- ירידה במסת שריר היפר טרופיה- גדילת השריר הפעיל. אסטרונאוטים. חולים הנמצאים בחוסר תנועה מחלות ניוון שונות. הגיון אבולוציוני: שריר -עלות מטבולית גבוהה חיסכון באנרגיה: שמירה על יחס בין גודל השריר לפעילותו.

36 היפר טרופיה- גדילת השריר הפעיל. (אירובי) עולה קוטר הסיבים (ולא מספרם)
סיבים לבנים הופכים ורודים עולה יכולת ספיגת החמצן של השריר עליה ביכולת אנרגטית עליה במאגרי גליקוגן וטריגליצרידים בשריר עולה יכולת צריכת השומן, חיסכון בגליקוגן (אנאירובי) עולה קוטר הסיבים הלבנים (ולא מספרם) שינויים עצביים-שיפור היכולת להפעיל הרבה סיבי שריר בו זמנית.

37 תודה על תשומת הלב! תודה מיוחדת לאלה ליבשיץ על העזרה..