Circulatia
sangelui si controlul acesteia la nivel local in timpul exercitiului
fizic (prima
parte) Modul
de distribuire a volumului de sange in corp
„In
timpul exercitiului fizic se deschid multe rezerve de sange.”
Aceasta a fost prima expresie pe care am auzit-o in legatura
cu
adaptarile ce se produc, in ceea ce priveste circulatia sangvina la
nivelul muschilor angajati in efort. Atunci ma tot intrebam, unde
este stocat, ca sa spun asa, sangele suplimentar, care urmeaza sa fie
folosit de muschi in timpul exercitiului?
Ca
explicatie generala si mai mult metaforica decat fiziologica,
propozitia care incepe acest articol, contine ceva adevar.
In
figura 1, se poate vedea modul de distribuire a volumului de sange in
organism, in stare de repaus si in timpul efortului. Se poate observa
foarte bine cum, „prima grija” daca vreti, a
organismului, este
sa asigure o cantitate cat mai mare de sange muschilor angajati in
efort. 
Fig
1.
Modul
de distribuire a circulatiei sangvine in stare de repaus (sus) si
in timpul exercitiului fizic de intensitate supramaximala
(jos).
(figurile sunt adaptate dupa ref 1)
S-a
dezbatut foarte mult problema factorilor care declanseaza si in
continuare regleaza adaptarile activitatii sistemului cardiovascular
la inceputul si pe durata exercitiului fizic. Nu mai este nici o
indoiala ca odata cu „prelucrarea informatiei” si
apoi trimiterea
„intentiei de contractie”, adica a impulsului
eferent catre
muschii care urmeaza sa sustine efortul fizic, zona motorie de pe
cortex trimite „comenzi” si catre alte sisteme si
organe
implicate in sustinerea efortului fizic. Printre acestea sunt si
sistemele cardiocirculator si respirator. In consecinta, prin
intensificarea frecventei cardiace si a volumului de sange pompat in
aorta, o cantitate crescanda de sange este trimisa in organism, cu
precadere catre muschii angajati in efort. Adaptarile
ce au loc in muschii
Mecanismul de baza
prin care se controleaza
circulatia sangelui in
artere, capilare si vene consta in ajustarea permanenta a diametrului
acestora in functie de „cerere si oferta”.
„Cererea” este
reprezentata de nivelul de activitate fizica a organismului. Definita
altfel, ar fi cantitatea de energie necesara efortului fizic,
energie, pentru productia careia sunt necesare oxigenul si substratul
energetic (glucoza, grasimi). Acestea presupun intensificarea
circulatiei sangvine in zona respectiva a corpului.
Pentru a se putea satisface aceste nevoi, o cantitate
mai mare de
sange este pompata in vasele de sange „oferta”.
Marirea sau micsorarea diametrului vaselor sangvine
in corpul omenesc
se face prin afectarea starii de contractie a muschiului neted care
infasoara fiecare vas de sange.
Acest lucru se realizeaza la mod general, in tot
corpul, prin
intermediul ramurii simpatice a sistemului nervos vegetativ si anume
prin actiunea vasoconstrictoare a noradrenalinei si intr-o masura mai
redusa a adrenalinei.
In
timpul exercitiului fizic insa, acest efect constictor al
catecolaminelor, este redus si in functie de intensitatea efortului
chiar anulat, de catre diferite substante secretate in grupele
musculare angrenate in efort.
Localizarea scretiei acestora este destul de
importanta. Este vorba
de celulele endoteliului capilar, muschiul neted care inconjoara
vasele de sange si muschii scheletici angajati in efort.
Scopul secretiei acestor substante este simplu si
evident producerea
vasodilatatiei in muschi. In schimb factorii, modul si cum am afirmat
mai devreme localizarea secretiei acestora reprezinta un proces
complex si deosebit de interesant.
In
studiul lor Saltin et al (1998) au investigat acest control local
exercitat la nivelul muschilor angajati in sustinerea efortului
fizic, si au prezentat o alternativa destul de realista a modului de
realizare a acestuia. In
continuare voi incerca o scurta descriere a acesteia. Exercitiul
folosit in
acest experiment a fost
extensia piciorului din
asezat. Prin urmare ei au investigat circulatia sangvina si nivelul
de contractie in grupa musculara a quatricepsului.
In
stare de repaus viteza de curgere a sangelui este aproximativ 0.3 l
min-1 si poate creste in timpul eforturior de
foarte mare
intensitate pana la 10 L min-1. Aceste cifre
evidentiaza
suficient gradul de vasodilatatie care are loc in muschi in timpul
efortului.
Viteza cu care are loc intensificarea circulatiei
sangvine depinde de
intensitatea exercitiului. In eforturile usoare de exemplu, timpul
necesar pentru atingerea ½ viteza maxima este mai putin de 5
s, in timp ce pentru intensitati mai mari, pana aproape de maximala,
acesta este mai mare de 10 s.
Prin
masurarea vitezei de curgere a sangelui (mai precis de intrare) a
sangelui in artera femurala, ei au observat ca prima contractie a
muschilor coapsei a oprit intrarea sangelui in artera femurala.
Concomitent cu oprirea intrarii sangelui in artera femurala,
contractia musculara a expulzat de asemenea si sangele din capilare,
in vene. Odata cu incetarea contractiei, are loc si o scadere a
presiunii in metarteriolele si capilarele din interiorul muschilor,
si ca urmare creste diferenta dintre presiunea sangelui care tocmai a
fost lasat sa intre in artera femurala si presiunea sangelui din
capilare. In consecinta, circulatia sangelui in capilare creste
imediat (1-3s).
Ulterior acestei prime faze a intensificarii
circulatiei sangelui in
muschii coapsei, guvernata de factorii sau legile fizicii, cresterea
imediata a circulatiei sangelui in capilare mareste forta de
frecare a sangelui de peretii vaselor de sange. Aceasta duce
la
cresterea secretiei oxidului nitric (ON) care este
considerat
principalul candidat in producerea vasodilatatiei. S-a constat ca
circulatia sangvina creste in raspuns la administrarea ON dupa 3-12s
(4).
Acetilcolina este de asemenea un important factor
declansator al
vasodilatatiei, pentru ca pe langa declansarea contractiei musculare,
fiind eliberata la nivelul jonctiunii neuromusculare, poate stimula
direct secretia de ON de catre celulele endoteliului vascular (3) . O
alta substanta, descoperita a avea un efect rapid in declansarea
dilatarii vaselor de sange este adenozina.
Importanta rolului
adenozinei in declansarea vasodilatatiei este data si de faptul ca
s-a constatat ca, ea poate fi produsa de muschii scheletici, enzima
5` nucleotidaze care catalizeaza indepartarea gruparii fosfat din
molecula de adenozinmonofosfat, fiind localizata extern pe membrana
fibrelor musculare scheletice (2). Conform Clifford & Hellesten
(2004) pe langa substantele mai sus amintite, factori cauzatori ai
vasodilatatiei locale mai pot fi lactatul, H+,
O2, K+, ATP
(adenozinmonofosfat), prostaciclin
si prostaglandin H2. Ultimele doua substante
sunt obtinute
din conversia acidului arahidonic sub actiunea enzimei
cicloxigenazei.
Mecanismele prin care aceste substante produc
vasodilatatia sunt
diferite. Important insa, este ca exercitarea acestui control local
prin intermediul acestor substante este complementar, adica, lipsa
efectului exercitat de o substanta, este suplinit de efectul
celorlalte. De aceea nu se stie inca cu exactitate efectul precis in
producerea vasodilatatiei a unora dintre acestea.
Figura 2 prezinta efectul pe care il are
prima
contractie asupra
circulatiei sangvine. Ulterior acesteia gradul de dilatatie al
vaselor de sange din muschii coapsei, este determinat si mentinut de
vasodilatatorii locali produsi in muschi (delimitarea albastra). In
prezentarea din fig 2, care este o adaptare din ref 6, se poate
observa ca protocolul exercitiului cuprinde si o faza in care
piciorul este miscat pasiv, miscarea de extensia a acestuia
facandu-se fara contractia muschilor. Interesant de observat este ca,
circulatia sangelui creste si in acest caz. Desi in figura este
prezentata efectul contractiei asupra presiunii sangelui, in termeni
care masoara viteza de curgere a acestuia, s-a constatat ca miscarea
pasiva a piciorului in cazul acestui exercitiu, timp de 60 de
secunde, determina o crestere a circulatiei sangvine de pana la
aproximativ 1.5 L min-1 in muschii coapsei
(observatie
personala).
Fig
2. Prezentarea schematica a reglarii circulatiei sangvine de catre
factorii
localizati in muschi.
Zona delimitata de cercul albastru
reprezinta
controlul exercitat
de substantele vasodilatatoare in raspuns
la
cresterea
initiala a
circulatiei sangelui in capilarele muschilor, deter-
minata
de
prima contractie a
acestora. In
prezent sunt efectuate o serie de studii in vederea identificarii
factorilor care afecteaza circulatia sangelui in muschi si in
conditiile in care miscarea este efectuata pasiv, conditie in care nu
exista „cererea”, activitatea metabolica fiind
mentinuta la
nivelul celeia din repaus, dar exista.
20
noiembrie 2006
Bibliografie
1.
Berne R.M. Levy M. N. Koeppen M.B. and Stanton A.B. (2004). Physiology
Fifth Edition. Copyright
Elsevier,Inc 2.
Hellsten Y. & Frandsen U. (1997) Adenosine metabolism in
primary
skeletal muscle cells in culture. J Physiol 504: 695-704 3.
Kurijaka D.T. & Segal S.S. (1995) Conducted vasodilation
elevates
flow in arteriole networks of hamster striated muscle. Am J
Physiol 269: H1723-H1728 4.
Rådegran G. & Saltin B. (1997) Role of nitric oxide
for
skeletal muscle blood flow regulation. J Vasc Res 34(1), 33
5.
Saltin B. Rådegran G. Koskolou M.D. and Roach R.C. (1998)
Skeletal blood flow in humans and its regulation during exercise Acta
Physiol Scand 162: 421-436
Cititi si partea a II-a! (click!)
Materialul
publicat reprezinta opinia autorului si se incadreaza in standardele
stiintifice acceptate la momentul publicarii dar stiinta este in
permanenta schimbare si de aceea MedicinaSportiva.Ro nu poate garanta
ca
informatia este completa, actuala sau ca nu contine erori. Folositi
acest material doar pentru informare - in cazul in care
aveti intrebari - adresati-va autorului. Materialul
prezentat poate suferi modificari ulterioare.
|
top
|