
CERCETARI PRIVIND EFECTELE BIOCHIMICE ALE INCALZIRII LA SPORTIVI DE INALTA PERFORMANTA
Dr. MARIA-DENISA TALABAN
Institutul National de Cercetare pentru Sport
Cuvinte cheie: incalzire, echilibru acidobazic, canotaj, box
In sens larg, antrenamentul sportiv reprezinta o activitate fizica sistematic repetata, periodizata, gradualizata si individualizata, al carei scop este acela de dezvoltare a capacitatii fizice de performanta sportiva. In sens restrans, termenul desemneaza o sesiune de lucru muscular orientat catre un anume obiectiv, structurata in trei momente - incalzirea, exercitiile propriu-zise si incheierea - fiecare din acestea continand eforturi musculare cu intensitati distincte.
Incalzirea este procedura preliminara efortului viguros, constand in efectuarea unor exercitii de intensitate graduala, de regula pana la 40% din intensitatea de VO2max, si cu o durata suficienta – 10-20 min, in mod obisnuit - al caror rol este acela de a pregati organismul pentru travaliul muscular ulterior. Dupa cum sugereaza si denumirea, din punct de vedere metabolic, acest efect preparator se recunoaste prin cresterea temperaturii centrale si musculare, conditie indispensabila pentru activitatea optima a sistemelor energetice. (Dragan si colab., 1982; Houmard, 1991; McArdle, 1996).
Cei mai multi antrenori si sportivi considera incalzirea ca fiind esentiala pentru reusita sportiva. Suportul fiziologic al aplicarii stricte a acestei proceduri este asigurat de faptul ca fiecare sistem functional poseda o inertie proprie pe care organismul o poate depasi numai printr-o prealabila pregatire. Spre exemplu, in cazul exercitiilor cu dominanta aeroba, atingerea puterii maximale aerobe, asigurata de cresterea consumului de oxigen, necesita un interval de timp de 2-3 min la sportivii mai putin antrenati si de 90 sec la cei bine antrenati. In aceasta perioada, o cantitate suficienta de O2 din aerul atmosferic parcurge traseul de la alveole la mitocondrii unde serveste drept acceptor de electroni in reactiile de oxidoreducere generatoare de ATP.
Daca exercitiul nu este precedat de incalzire, aparatul cardiorespirator are o activitate inceata, durata atingerii unei functionari optime prelungindu-se. (Chwalbinska-Moneta, 1989).
La randul sau, medicina sportului recomanda incalzirea pentru efectul antitraumatic, de imbunatatire a elasticitatii tendoanelor, ligamentelor, musculaturii si de crestere a tolerantei articulatiilor fata de sarcina de lucru. Exercitiile specifice (stretching, relaxare, acte motorii calistenice) sau cele caracteristice sportului respectiv, prin incalzire, au influenta pozitiva asupra sistemului nervos central si a functiilor psihice, manifestata prin cresterea coordonarii si instalarea unei stari dispozitionale optime pentru performanta. (Dragan si colab., 2002).
Costill si King (1985), subliniind beneficiile incalzirii pentru buna prestatie in concursurile de natatie, considera ca efectele pozitive la nivel psihic sunt chiar mai importante decat cele metabolice si biomecanice. (Costill D. L., 1983). Cu toate acestea, fenomenul incalzirii, atat de particular pentru comportamentul organismului in efort, nu este clarificat in profunzime. (Shellock, 1983).
Se stie ca diferenta dintre temperatura centrala si cea a musculaturii membrelor poate ajunge pana la 50C si ca exercitiile de incalzire produc uniformizarea termica necesara. Se apreciaza ca 20 de min de alergare foarte usoara ridica temperatura centrala la 38,50C, organismul avand nevoie de 390C pentru atingerea unei capacitati metabolice optime. Mai mult, Lullias (1973) considera ca fiecare grad C peste T0 normala a corpului poate produce o intensificare cu 13% a catabolismului, iar A. V. Hill (1955) da o crestere cu 20% a vitezei de contractie a musculaturii striate la fiecare ridicare cu 20C a temperaturii interne. (Viru, 1995; Weineck, 1995).
Biochimia sportului datoreaza lui Fenn (1931) descoperirea hipermetabolismului de origine potasica, i.e. producerea de caldura in muschiul scheletic ca urmare a cresterii eliminarii potasiului in spatiul extracelular. S-a dovedit ca hiperkalemia stimuleaza in vitro cresterea metabolismului glucozei, formarea de acid lactic si caldura, chiar in absenta contractiei musculare. In ipoteza, hiperkalemia termogenica poate reprezenta fundamentul biochimic al incalzirii pe parcursul careia eliberarea celulara de K+ s-ar petrece pana la nivelul la care cresterea temperaturii corpului ar asigura intensificarea optima a metabolismului musculaturii. Or, este binecunoscut faptul ca hiperkalemia insoteste starile de acidoza produse de perturbarea echilibrului acidobazic (EAB). Chiar daca mecanismul prin care ionii de potasiu parasesc spatiul intracelular pentru a ajunge in sange pare sa fie relativ independent de formarea in exces a ionilor de hidrogen, semnalarea cresterii potasemiei de la 4,2 meqxL-1 la 5,4 meqxL-1, ca si cresterea intensitatii in sine a efortului fizic sugereaza modificari in valorile de repaus ale balantei acidobazice in timpul incalzirii. (Busse, 1989).
Tinand cont ca, pe de o parte, in pre-exercitiu tulburarile (EAB) mari de origine metabolica influenteaza negativ prestatia sportiva si ca, pe de alta parte, incalzirea este practicata inaintea oricaruia din cele 2-3 antrenamente zilnice ale unui sportiv de performanta, am considerat util sa evidentiem raspunsul EAB la acest tip de exercitiu.
Rezultatele pe care le prezentam au fost obtinute prin investigarea EAB la canotoare de elita mondiala, dupa cca 30 min de incalzire la o intensitate de 50-65% din intensitatea de VO2max, desfasurata inaintea unui antrenament supramaximal de control folosit periodic, de regula in ultimul ciclu saptamanal al fiecarei etape, cu scopul de a verifica pe simulator efectele pregatirii, respectiv de a evidentia cresterile de performanta obtinute de la un macrociclu de pregatire la altul. (Nicu si colab., 1961).
Sportivele (N=20) sunt componentele lotului national, majoritatea fiind multiple medaliate in campionatele mondiale de juniori si seniori. Sase dintre acestea sunt membre ale echipajului 8+1 care, dupa perioada de antrenament la care ne referim in acest studiu, a realizat recordul mondial al probei, de 5:59 min, coborand pentru prima oara in istoria canotajului feminin sub 6 min pe distanta de 2000 m. Varsta, caracteristicile antropometrice si functionale care constituie criterii de selectie pentru canotajul de performanta sunt cele din tabelul 1.
Lotul se remarca prin marea omogenitate a unor indicatori antropometrici. Astfel, talia acestor sportive este foarte mare (181,9±2,9 cm), aflandu-se la limita superioara a scarii lui Martin, depasind, spre exemplu, intervalul M+3SD al mediei inaltimii in populatia feminina din mediul urban (160,5±6,4 cm). Greutatea este mai mare decat cea medie a populatiei feminine (65,5±10,8 kg), iar indicele de masa corporala (IMC) corespunde categoriei normale, cu valori plasate la mijlocul intervalului IMC in aceeasi populatie de sex feminin (23,5±4,17). (Glavce si colab., 2003). Anvergura bratelor este mare (186,2±4,3 cm), pentru canotajul de performanta valoarea minima a acestui indicator antropometric foarte important fiind 175 cm.
Protocolul de investigare
Sportivele au fost investigate in conditii de cantonament, in 4 momente ale unui ciclu de pregatire de 10 luni, respectiv dupa 1 luna (etapa I), 6 luni (etapa IV), 9 luni (etapa VII) si 10 luni (etapa VIII) de antrenament. Pentru determinarea EAB in incalzire, recoltarea s-a facut imediat dupa ce fiecare canotoare a incheiat sesiunea de exercitii pregatitoare pentru proba de control pe trenajorul Ergosim. Exercitiile de incalzire cu durata de 30 min au constat in exercitii de alergare (cca 1500 m), ridicare a barei (max 60 kg) si mobilitate generala.
Protocolul de masurare a EAB. Probele au fost recoltate prin punctie in pulpa degetului (cca 200 μL) in capilare heparinizate si analizate imediat pe un analizor ABL2 dotat cu camera de masurare fotometrica pentru Hb. cLac a fost calculata din cABE cu care, in efortul de intensitate, coreleaza puternic (formula lui Keul). Valorile EAB se refera la sange capilar cu proprietati arteriale.
Tabelul 1
Caracteristicile lotului de subiecti
|
Analiza statistica
Datele inregistrate de la fiecare subiect in cele 4 etape de antrenament investigate au fost concatenate in vederea obtinerii unui numar mai mare de cazuri a caror analiza sa ofere rezultate concludente. Analiza statistica s-a facut in SPSS.10, urmarind indicatori statistici de distributie a valorilor.
Pentru determinarea relatiei dintre variabile (parametri EAB, tipuri de exercitii), am calculat coeficientul de corelatie simpla r (Pearson). In cazul loturilor mici, am folosit si coeficientul de corelatie a diferentei rangurilor, rs (testul Spearman), calculand semnificatia corelatiei bivariate la niveluri de incredere 0,01 si 0,05. In evaluarea diferentelor dintre serii, am aplicat testele Mann-Whitney U si Kolmogorov-Smirnov Z cu doua variabile, in varianta bilaterala si niveluri de semnificatie 0,01 si 0,05. (Epuran, 1995; Sahleanu, 1977).
![]() |
Figura 1 - Valorile pH in exercitii de incalzire la canotoare de inalta performanta
Rezultate
Valorile statistice ale parametrilor EAB in incalzire sunt prezentate in tabelul 1 si figurile 1-7.
pH. Dupa exercitiile de incalzire, pH poate cobori pana la 7,198. Cea mai frecventa valoare este 7,352 fata de 7,370 in repaus. Mediana este 7,336. Variabilitatea individuala este mare, iar distributia valorilor neuniforma. (Fig. 1).
Presiune partiala de bioxid de carbon (pCO2). Valoarea medie, in sine, este putin afectata de exercitiul fizic. Media, mediana si modul sunt 38 mmHg, 37,1 mmHg si 36 mmHg. Valorile extreme sunt 30,4 mmHg si 55,1 mmHg. In schimb, ca raspuns la cresterea intensitatii de lucru, variabilitatea individuala devine foarte mare (cV = 13,4%).
Presiune partiala de oxigen (pO2) sufera modificari slabe.
![]() |
Figura 2 - Valorile pCO2 in exercitii de incalzire la canotoare de inalta performanta
Figura 3 - Valorile HCO3- in exercitii de incalzire la canotoare de inalta performanta
Bicarbonatul actual (HCO3-) scade in medie la 19,8 mmolxL-1. In incalzire, valorile oscileaza de la 16 mmolxL-1 la 29,1 mmolxL-1.
![]() |
Figura 4 - Valorile ABE in exercitii de incalzire la canotoare de inalta performanta
Deficitul de baze actual (ABE) se accentueaza fata de bazal. Valorile medii ABE coboara la - 5,7±1,8 mmolxL-1, minima fiind - 8,4 mmolxL-1. Variabilitatea individuala este mare. cLac corespunzatoare acestor valori medii poate fi estimata la cca. 4,2 ±1,9 mmolxL-1.
Comportamentul deficitului de baze standard (SBE) este asemanator cu cel al deficitului real, exprimat prin ABE. Valorile SBE de incalzire sunt - 5,3±2,5 mmolxL-1 .
Saturatia in oxigen a Hb (sO2) este afectata de intensitatea mare a acestor exercitii, atingand valori scazute fata de normal, respectiv 93,6±2%.
Bicarbonatul standard. Ca toti ceilalti parametri metabolici, bicarbonatul standard are valori mai scazute, de 20,1±2,4 mmolxL-1 fata de cele fiziologice, de repaus. Variabilitatea raspunsului individual creste sub influenta efortului de intensitate mica, cum este cel de incalzire (cV = 13,4%).
Discutii
Pentru sporturile de anduranta, printre care se numara si canotajul, Shellock (1983) descrie urmatoarele modificari produse de incalzire: facilitarea disocierii O2 de mioglobina si hemoglobina, activarea cailor metabolice, reducerea vascozitatii musculare si cresterea afluxului sanguin in muschi.
Aceste activari de la nivel local sunt insotite de activari cardiorespiratorii si de imbunatatiri ale starii dispozitionale care concura la cresterea capacitatii de efort, astfel incat incalzirea favorizeaza prestatia sportiva pentru toate tipurile de exercitii, indiferent de intensitatea la care acestea urmeaza sa se desfasoare.
Tabelul 2
Valorile EAB in bazal si incalzire la canotoare de inalta performanta
|
![]() |
Figura 5 - Nomograma S-A in bazal
![]() |
Figura 6 - Nomograma S-A in incalzire
|
Figura 5-6 -Aria de variabilitate (M±SD) a EAB in incalzire la canotoare de inalta performanta
Din punct de vedere metabolic, incalzirea desemneaza mai putin efectul de crestere al temperaturii locale si centrale, cat mai ales mecanismul termodinamic prin care acesta se produce. In antrenamentul de incalzire, ridicarea temperaturii corporale se obtine prin intensificarea treptata a eliberarii de energie chimica din glicogen si glucoza, insotita de pierderile de caldura prezente in toate reactiile energetice. Nivelul ratei catabolice atins de organism poate fi estimat prin cantitatea de lactat si H+ care ajunge in sange.
La atleti de mare performanta care concureaza in proba de sprint si la saritori in lungime, ca si la luptatori, valorile pH-ului de incalzire, determinate de noi in alte ocazii, au fost de 7,361± 0,031, cu pCO2 34,7± 2,9 mmHg, fata de 7,394± 0,029, cu pCO2 38,8± 2,2 mmHg in bazal. La boxeri de mare performanta, am gasit valori mai mici de pH, in medie 7,332, cu dereglari respiratorii pana la pCO2 29 mmHg, comparativ cu valori bazale de 7,385± 0,026 si pCO2 35,3± 2 mmHg.
In continuarea programului normal de pregatire, efectul antrenamentului de incalzire este acela de dezechilibrare a balantei acidobazice, pregatind organismul sportivelor pentru perturbarile acute, de nivel foarte mare, din antrenamentul de control cu intensitate supramaximala pe care il vom analiza separat. Cauza acestor perturbari suplimentare este cresterea ratei glicolizei anaerobe, cu formare de acid lactic si eliberare rapida de energie necesara realizarii celor 10-15 contractii musculare pe minut.
Disocierea acestui metabolit in H+ si Lac-, urmata de eliminarea acestora in sange, este responsabila de diminuarea pH si cresterea deficitului de baze pana la valori corespunzatoare unei lactatemii de 4,2-1,1 mmolxL-1 . Mentinerea sO2 la valori coborate, de 93,6±2%, asigura cresterea eliberarii O2 la tesuturi, proband in acelasi timp deficitul de O2 creat de exercitiile de incalzire. (Siggaard-Andersen, 1990).
Nomograma Siggaard-Andersen pentru pH, pCO2 si ABE (cBase) arata ca la canotoare de inalta performanta, in incalzire, dezechilibrul acidobazic corespunde zonei de usoara acidoza metabolica. (Fig. 5-6).
Modul in care, sub actiunea solicitarii fizice din incalzire, parametrii EAB se influenteaza intre ei poate fi observat in figura 7 in care sunt prezentate grafic rezultatele testelor de corelatie Pearson si Spearman pentru niveluri de semnificatie de 0,01 si 0,05. Astfel:
pH in incalzire coreleaza semnificativ la nivel 0,01 cu urmatorii parametri:
-pCO2 (r=0,5), ABE (r=0,6), SBE (r=0,4) si SBC (r=0,4), ceea ce demonstreaza ca incalzirea, stimuland hiperventilatia, modifica componenta respiratorie a EAB, care, la randul sau, influenteaza pozitiv revenirea pH-ului spre valori normale.
-pCO2 coreleaza semnificativ la nivel 0,01 cu pH (r= -0,5), sO2 (r= -0,4), HCO3- (rs=0,5), observandu-se astfel cum sporirea intensitatii exercitiilor, exprimata prin cresterea cH+, determina atat hiperventilatia compensatorie pentru restabilirea pH-ului, cat si cresterea eliberarii de oxigen la nivel muscular (abaterea spre dreapta a curbei de disociatie a Hb).
-pO2 coreleaza foarte puternic cu sO2 (r=0,83, rs=0,85), indicand masura in care cresterea concentratiei oxigenului liber in sange determina disocierea de Hb in tesuturi.
-HCO3- coreleaza semnificativ la nivel 0,01 cu ABE (r=0,8), SBE (r=0,9), SBC (r=0,8). Absenta corelatiei cu pH dovedeste ca intensitatea exercitiilor de incalzire a fost mare, depasind posibilitatea de corectare doar pe seama sistemului tampon al bicarbonatilor.
-ABE in incalzire coreleaza semnificativ la nivel 0,01 cu pH (r=0,6), HCO3- (rs=0,6) si SBC (r=0,9). Reamintim ca parametrii calculati ai EAB sunt in mare parte redundanti – ABE si SBE, HCO3- si tCO2 – din care cauza corelatiile dintre acestia sunt foarte bune, dar mai putin importante in explicarea diferentelor dintre EAB in incalzire si EAB in repaus.
Kato si al. (2000), intr-o cercetare referitoare la acidoza musculara si cea sanguina, consecutiva, efectuate cu spectroscopie RMN cu fosfor-31, pe voluntari sanatosi, dar neantrenati, arata ca, in timpul incalzirii la intensitati de 20%, 30% si 40%, raportul dintre fosforul anorganic si fosfocreatina nu se modifica in muschi, dar pH-ul muscular in exercitiile ulterioare, de intensitate, este semnificativ mai mare dupa incalzirea la 30-40% din intensitatea de VO2max. Autorul estimeaza ca aceasta procedura preliminara contribuie la reducerea acidozei de efort doar daca se practica la intensitati joase, mai mici de 30%, pe care le considera recomandabile pentru o buna prestatie sportiva.
Daca in ce priveste necesitatea incalzirii, parerile sunt unanime, in ce priveste durata si, indeosebi, intensitatea exercitiilor folosite, opiniile sunt foarte diverse. (Houmard, 1991). Astfel, cercetarile lui Robergs si Costill (1999) asupra efectelor incalzirii in probele de sprint din inot, raporteaza cLac de 3,1± 0,4 mmolxL-1 in sangele arterial si concentratii crescute de H+ in sangele venos, de 45,9±0.9 nmolxL-1 , dupa incalziri cu exercitii specifice la intensitati crescatoare de la 40% la 110% din VO2max. Pentru efortul specific din proba de 200 m craul, autorii gasesc ca perturbarile acidobazice sunt mai mici dupa incalzirea cu exercitii intense decat daca aceasta lipseste complet, recomandand incalziri cu exercitii cat mai energice. (Robergs, 1999).
Pentru a clarifica influenta incalzirii asupra comportamentului acidobazic in efort, precum si pentru a intelege in ce masura perturbarile EAB initiale influenteaza raspunsul acidobazic in intreaga secventa de antrenament, am procedat la o analiza de corelatie bivariata intre valorile EAB in incalzire, proba supramaximala de efort, revenirea la 10 min postefort si refacerea dupa cca 20 h. Astfel:
pH in incalzire coreleaza pozitiv cu pH-ul in efort supramaximal (r=0,35; rs=0,24) pentru un nivel de semnificatie de 0,01, ceea ce inseamna ca o incalzire intensa determina acidoze de efort cu atat mai mari, fiind, pe acest considerent, mai putin recomandata.
pCO2 in incalzire influenteaza pozitiv pCO2 in efort, intre cele doua momente existand un interval de doar 10-15 min (r=0,31;rs=0,28 pentru un nivel de semnificatie de 0,01). Rezulta ca perturbarea compensatorie a componentei respiratorii a EAB de catre exercitiile supramaximale este cu atat mai mare cu cat incalzirea este mai intensa. (Talaban, 2001).
HCO3- coreleaza pozitiv cu HCO3- in efort supramaximal (r=0,34; rs=0,41), ceea ce sugereaza ca sistemul tampon al bicarbonatilor este afectat de incalzirea cu exercitii de intensitate peste PAN (50-75% din VO2max).
ABE in incalzire coreleaza cu ABE din exercitiul supramaximal (r=0,35) pentru acelasi nivel important de semnificatie, de 0,01.
Concluzia acestui studiu analitic de corelatie bivariata cu privire la efectele acidozei din incalzire asupra acidozei din post-exercitiu de intensitate vine in sprijinul observatiilor lui Kato cu privire la acidoza de efort la neantrenati, validandu-le si in sportul de inalta performanta.
Extrapoland aceasta concluzie la situatia din concurs, putem spune ca o incalzire care produce o concentratie de LAs mai mare de 4 mmolxL-1 poate avea aceleasi consecinte negative asupra rezultatului final al sportivului ca si o greseala de strategie a cursei, cum ar fi sprintul repetat ce ar duce la acumularea timpurie a unei mari cantitati de lactat.
Cu privire la imbunatatirea tehnologiei de pregatire in sportul de performanta, putem concluziona ca, cel putin in canotaj si/sau inaintea probelor de control, exercitiile foarte intense de incalzire nu servesc organismului, agravand acidoza metabolica de origine lactica in cursul efortului supramaximal, contribuind astfel la limitarea capacitatii de efort.
Abstract
In high level sport, the training with hard physical exercises is preceded by an obligatory procedure of warming up, with activation of cellular metabolism role, of vital organs functions and mental state. The intensity when the effort of warming up is developed is variable, in general very close to the intensity of anaerobic threshold but higher than it, producing a first stage of acid basic disturbs. Nomograma Siggaard-Andersen reveals that high level rowers, in warming up effort, the acid basic disturb corresponds to the inchoative metabolic acidosis area. The very hard exercises of warming up are not healthy to the body, worsen the metabolic acidosis of lactating origin during the over maximal effort, thus contributing to the limitation of effort capacity.
Bibliografie