ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ: Εισαγωγή

Η αύξηση της ανθρώπινης μυϊκής δυνάμεως είναι μια τάση, που υπαγορεύεται από την ανθρώπινη κουλτούρα. Εν τούτοις, η αέναη αύξηση της φυσικής ρώμης οριοθετείται από τις εφεδρείες των οργανικών συστημάτων που συμμετέχουν στη μεταφορά οξυγόνου από την ατμόσφαιρα στους συστελλόμενους μύες. Οπότε, ως δυσανοχή στην άσκηση ορίζεται η ανικανότητα να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις για την καταβολή συγκεκριμένου έργου. Τα φυσιολογικά συστήματα τείνουν να εκπίπτουν σε συνθήκες κοπώσεως και, επομένως, μια κατάλληλα προγεγραμμένη δοκιμασία κοπώσεως μπορεί να χρησιμοποιηθεί προκειμένου [α] να εκτιμηθoύν τα όρια, πέρα από τα οποία εμφανίζονται διαταραχές των επιλεγμένων παραμέτρων και, [β] να αναγνωρισθούν τα αίτια της δυσανοχής.
H δυσανοχή στην άσκηση είναι συνέπεια της ανικανότητας να εξασφαλιστούν οι ενεργειακές ανάγκες για την επιτέλεση ενός έργου. Ο στόχος της κλινικής δoκιμασίας της ασκήσεως είναι η επιβολή εντάσεως στα όργανα ή συστήματα που ευθύνονται για την εμφάνιση της δυσανοχής στην άσκηση, μέχρις ενός επιπέδου εντάσεως, στο οποίο διακρίνεται η διαταραχή, μέσω επιλεγμένων μεταβλητών. Για την αξιολόγηση της ομαλότητας και τις απαντήσεις στην επιβολή κοπώσεως πρέπει να επιλεγούν οι κατάλληλες μεταβλητές που μπορούν να απεικονίσουν τις προκαλούμενες από την άσκηση μεταβολές του (των) συμμετεχόντων οργάνων.
Η ερμηνεία των αποτελεσμάτων μιας δοκιμασίας κοπώσεως βασίζεται, επομένως, σε δύο αλληλένδετες προοπτικές: στη διάκριση του μεγέθους ή του σχήματος της αποκλίσεως μιας συγκεκριμένης απαντήσεως, ανάλογα με το φύλο, την ηλικία, και τη δραστηριότητα προσυμφωνημένων προτύπων, που συσχετίζονται με το μέγεθος ή το σχήμα της διαταραχής της φυσιολογικής λειτουργίας του συστήματος που ελέγχεται.
έρα

  Κατά την ηρεμία,  το μυϊκό έργο που παράγεται στο σώμα προέρχεται από το διάφραγμα και τους έξω μεσοπλεύριους μύες (σκελετικοί μύες) για την επιτέλεση της εισπνοής (η εκπνοή διενεργείται παθητικά), από τους λείους μύες του ΓΕΣ για τη διενέργεια της πέψεως και την αποβολή των αποβλήτων, και από την καρδιά, για την κυκλοφορία του αίματος. Κατά την άσκηση, οι μύες των άκρων και του κορμού (όλοι σκελετικοί, γραμμωτοί μύες) εισφέρουν σε πολύ σημαντικό βαθμό στην παραγωγή έργου και την κατανάλωση ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της άσκησης, πραγματοποιούνται προσαρμογές από όλους τους μηχανισμούς που χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της  κυτταρικής λειτουργίας. Στην εικόνα, συγκεφαλαιώνονται, σχηματικά, οι γενικές προσαρμογές που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της σκήσεως.
Μεταβολισμός
Προκειμένου να εξασφαλιστεί η ενέργεια που απαιτείται για την επιτέλεση του αυξημένου έργου, κατά την άσκηση, είναι αναγκαίο να διατεθεί στους μύες αυξημένο ποσό ΑΤΡ, που εξασφαλίζεται με αύξηση των μεταβολικών δράσεων που το παράγουν. Επομένως, ο ρυθμός καταναλώσεως Ο2  και ο ρυθμός παραγωγής CΟ2 πρέπει αναλογικά να αυξηθούν.
Κατά τη διάρκεια βαρειάς ασκήσεως, μικρής διάρκειας, η πρωτεύοσα πηγή ενέργεις είναι οι υδατάνθρακες, με τη μορφή γλουκαγόνου, που χρησιμοποιείται από τους μύες για την παραγωγή ΑΤΡ. Με μέσης βαρύτητας άσκηση, μακράς διάρκειας, η ενέργεια που απαιτείται προέρχεται κατά το ήμισυ από υδατάνθρακες σε μορφή γλουκαγόνου και κατά ήμισυ από λιπίδια προερχόμενα από τον αποθηκευμένο λιπώδη ιστό. Όσο μεγαλύτερης διάρκειας είναι η άσκηση, τόσο περισσότερο τα λίπη συμμετέχουν στην παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας.

Συστηματική τριδοειδική κοίτη.
Κατά τη διάρκεια της ασκήσεως, τα αρτηριόλια που ελέγχουν τη ροή αίματος προς τον μυϊκό σοτό, υφίστανται διαστολή, με αποτέλεσμα την αύξηση της παροχής αίματος και επομένως Ο2 προσφέρεται στους, και περισσότερο ποσόν του παραγόμενου CΟ2 απάγεται από, τους εργαζόμενους μύες.
H καρδιά και το αγγειακό σύστημα
Τόσο ο όγκος παλμού (OΠ, όσο και ο ρυθμός συστολής της καρδιάς ( HR) αυξάνονται, κατά τη διάρκεια της ασκήσεως, με αποτέλεσαμ, τόσο η αρτηριακή πίεση, όσο και η καρδιακή εξώθηση αυξάνονται. Οι προσαρμογές αυτές αναγκαιούν προκειμένου να αντιρροπισθούν οι αυξημένοι όγκοι άιματος, ανά λεπτό, που προσέρχονται στους εργαζόμενους μύες και απολήγουν σε δραστικές αυξήσεις της καρδιακής λειτουργίας, και της αντίστοιχης της αιματώσεως στους μύες, που αποσκοπεί στην παροχή της μέγιστης ποσότητας Ο2  στους ιστούς.
Η συστηματική σωματική άσκηση ανασέλλει την έλευση καρδιαγγειακών επεισοδίων κια οι πρόσφατες οδηγίε ςσυνιστούν σωματική α΄σκησβ 30-60 λεπτά την ημέρα για 7 ημέρςες την εβδομάδα, κατ΄ελάχιστον 5 ημέρες την εβδομάδα. Οι ασθενείς πρέπει να ασκούνται στα όρια της αερόβιας ασκήσεως με την επίτευξη του 80-85% του μέγιστου προβλεπόμενου καρδιακού ρυθμού και να προσθέτουν ατν΄σιταη καθώς καθίστανται πλέον φυσικά προσαρμοσμένοι. Η φυσική άσκηση μειώνει την αντίσταση στην ινσουλίνη βελτιώβνει την δυσανοζή στην γλυκόζη κια το προφίλ των λιπιδίων αίαμτος, και αποελεί σηματικό πρόσθετο σστη δίαιτα για την επίτευξη απώλειας κια διατηρήσεως του σωματικού βάρους. Προσεκτικά σχεδιασμένα προγράμματα καρδιοπνευμονικής κοπώσεως/ αποκαταστάεως απολήγουν στη μείωση των νδεικτών θνητότητα κια νοσηότητσ σε ασθενείς μετά ΕΜ, παρ΄όλο ότι η συχνότητα υποτροπής δεν μεταβάλλεται σημαντικά. 

1. Thompson PD, Buchner D, Pina IL, et al. Exercise and physical activity in the prevention and treatment of atherosclerotic cardiovascular disease: a statement from the Council on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Rehabilitation, and Prevention) and the Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity). Circulation. 2003;107:3109-16.
2. Hambrecht R, Walther C, Mobius-Winkler S, et al. Percutaneous coronary angioplasty com- pared with exercise training in patients with stable coronary artery disease: a randomized trial. Circulation. 2004;109:1371-8211-8.   .

Η πνευμονική τριχοειδική κοίτη
Κατά την άσκηση, σημειώνονται σημαντικές αυξήσεις στην αιμάτωση της τριχοειδικής κοίτης των πνευμόνων.  Αυτό είναι αποτέλεσμα στρατολογήσεως μέχρι πριν, κλειστών τριχοειδών, στα άνω πνευμονικά πεδία, όπου, υπό φυσιολογικές συνθήκες ηρεμίας, ο αερισμός και η αιμάτωση, συνήθως, μειώνονται. Η στρατολόγηση κελιστών τριχοειδών και η αύξηση της πνευμονικής αιματώσεως, Q̇, καθιστά τους πνεύμονες, ακόμη αποδοτικότερο όργανο στην ανταλλαγή αερίων.
Αερισμός
Η άσκηση ποκαλεί αύξηση στός στο ρυθμό, όσο και στον όγκο της αναπνοής. Ως ένα βαθμό, οι μεταβολές αυτές, τείνουν στην αύξηση της αποδόσεως Ο2  στο προσερχόμενο αίμα, αλλά,επίσης, έχουν και μάλλεςεπιδράσεις, στην ευχερέστερη αποβολή του CΟ2  που προσέρχεται εκεί, από τους εντατικά εργαζόμενους ιστούς.
Σημαντικές φυσιολογικές προσαρμογές
Όταν ένα υγιές, μη αθλούμενο, άτομο επιχειρήσει ναανέβει με το ποδήλατο, έναν λόφο που προοδευτικά γίνεται πιο απότομος, πρέπει να παράξει ολοένα περισσότερο έγο, προκειμένου να επιτύχει το στόχο του. Μετά άλλοτε άλλο χρονικό διάστημα,ο ποδηλάτης θα εξαντληθεί και θα πρέπει να διακόψει την προσπάθεια. Κατά την αρή της ασκήσεως, στους πρόποδες του λόφου, ο ποδηλάτης μετέρχεται αερόβιου μεταβολισμού για την παραγωγή του αναγκαιούντος ΑΤΡ, που χρειάζονται οι μύες, για να επιτελέσουν το έργο. Καθώς το επίπεδο ασκήσεως αυξάνεται ο ρυθμός παραγγγής ΑΤΡ, επίσης, αυξάνεται, με αποτέελσμα να παράγεται περισσότερο CΟ2  και να απαιτείται περισσότερο Ο2. Ο πνευμονικός αεριμσός και η κυκλοφορία αυξάνονται, προκειμένου να ικανοποιήσουν τις ανάγκες των περιφερικών ιστών, στην παραγωγή έργου και του μεταβολισμού σε προμήθεια πρώτων υλών και αποβολή των παραπροϊόντων. Ο αερόβιος μεταβολισμός αυξάνεται και συνεχίζει, μόνος του, να παράγει ΑΤΡ, μέχρις ότου προσεγγισθεί ένα επίπεδο έργου, πέρα από το οποίο, ο αερόβιος μεταβολισμός δεν μπορεί, πλέον, να επιτελέσει, μόνος του, την αποστολή του. Το επίεπδο αυτό είναι στο 55-65% του μέγιστου έγου που μπορεί ο ποσηλάτης να παράξει ΑΣτο σημείο αυτό, αποκτούν σημασία δύο παράγοντες:
[α] το ποσόν του ΑΤΡ που απαιτείται για την παραγωγή του έργου είναι μεγαλύτερο, από τη διαθεσιμόττηα που δύναται να παράσχει ο αερόβιος μεταβολισμός, μόνος του.
[β] Αρχίζει αναερόβιος μεταβολισμός, που εισφέρει και αυτός μόρια ΑΤΡ, από κοινού με τον αερόβιο μεταβολισμό.
Το σημείο, στο οποίο ο αναερόβιος μετβολισμός συμμετέχει με τον αερόβιο μετβολισμό στην παραγωγή ΑΤΡ, ονομάζεται ανερόβιος ουδός (:κατώφλι). Αυτός ο αναερόβιος ουδός είναι το υψηλότερο επίπεδο έργου (: επίπεδο καταναλώσεως Ο2 ) που μπορεί να απραχθεί, χωρίς την παραγωγή γλακατικού οξέος, ως μεταβολικό παρα-προϊόν. Το παρχθέν γαλακτικό οξύ πρέπει να ρυθμιστεί, προκειμένου να αποφευχθεί η μεταβολική οξέωση. Λόγω αυτής τη ρυθμίσεως, υπάρχει μεγάλη αύξηση του ποσού του CΟ2  που πρέπει να αποσυρθεί από τον οργανισμό. Αυτό, καθίστατια κλινικά εμφανέ, με την μεγάλη αύξηση του αερισμού, για την αποβολή του CΟ2.
Με τη συνέχιση της ασκήσεως, και την αύξηση του παργόμενου έργου, συνεχίζει η αύξηση του μεταβολισμού, του αερισμού, και της καρδιαγγειακής λειτουργίας. Σε κάποιο σημείο, ο ποδηλάτης αισθάνεται εξάντληση, που είναι συνάρτηση τριών παραγόντων:
[α] το επίπεδο έργου που απαιτείται να εκτελεσθεί προκαλεί εξαιρετικά μεγάλη αύξηση του αερισμού, προκειμένου νααποβληθεί το CΟ2.
[β] το καρδιαγγειακό σύστημα έχει φτάσει στα όριά της ικανότητάς του προς παροχή μεγαλύτερων ποσών Ο2  στην περιφέρεια.
[γ] οι αποθήκες γλουκαγόνου έχουν αδιάσει, ιδίως λόγω του επιταχυνθέντος ρυθμού μεταβολισμού της γλυκόζης που παρατηρείται με τον αναερόβιο μεταβολισμό.
Με την έλευση της εξαντλήσεως, ο ποδηλάτης διακόπτει την παραγωγή έργου. Εν τούτοις, για μια χρονική περίοδο, η κατανάλωση Ο2  από τον μυϊκό ιστό, συνεχίζει να διατηρείται υψηλόερη από ό,τιήταν στο επίπεδο ηρεμίας, πριν την έναρξη της ασκήσεως. Η κατανάλωση αυτή εκτελείται από το σώμα προκειμένου να αντιρροπισθεί ό,τι έχει κληθεί ως έλλειμμα οξυγόνου (: oxygen dept Ο2  dept). Η συνεχιζόμενη αυξημένη κατανάλωση Ο2 dept εξυπηρετεί τρεις λειτουργίες:
1. Αποκαθιστά τις αποθήκες Ο2  στα μυϊκά κύτταρα
2. Εκτελεί την αερόβια μετατροπή του γαλακτικού οξέος, πάλι πίσω σε πυρουβικό οξύ και,
3. αποκαθιστά τις ενεργειακές εφδρείες, με τη δημιουργία γλουκαγόνου στον οργανισμό.

Μεταβολές σε σημαντικές φυσιολογικές παραμέτρους κατά τη διάρκεια της ασκήσεως
Έχει διακριθεί ευρεία σειρά παραμέτρων, στην προσπάθεια ορισμού και αξιολογήσεως της ανοχής στην άσκηση. Οι παράμετροι αυτοί σχετίζονται, ειδικότερα, με τον μεταβολισμλό, την καρδιαγγειακή και αναπνευατική λειτουργία, οι οποίοι εισφέρουν στην σωματική επίδοση, κατά την άσκηση.
Μεταβολικοί παράγοντες
Στην παρακείμενη εικόνα καταχωρούνται οι κρίσιμοι μεταβολικοί παράγοντες και οι μεταβολές τους κατά τη διάρκεια της άσκησης. Σημειώνεται ότι στην τετμημένη σημειώνοντι οι μεταβολές του έργου, W, και στην τεταγμένη ηκατανάλωση Ο2  (V̇Ο2 ml/min/kg).  Σημειώνεται ότι η εξάντληση γενικά, παρατηρείται, σε σύντομο χρονικό διάστημα, μετά την εγκατάσταση του αναερόβιου αερισμού.