PROCENA MAKSIMALNE POTROŠNJE KISEONIKA POMOĆU GASNOG
ANALIZATORA I TRAKE ZA TRČANJE KAO MERA AEROBNE
SPOSOBNOSTI SPORTISTE
- diplomski rad -
Mentor: Dr Olivera Klisurić
Kandidat: Jovana Vučić
Novi Sad, 2016
UNIVERZITET U NOVOM SADU
PRIRODNO-MATEMATIČKI
FAKULTET
DEPARTMAN ZA FIZIKU
3
1. Aerobna sposobnost
1.1. Aerobni i anaerobni metabolizam
Energija koja je potrebna organizmu u mirovanju, kao i za rad umerenog intenziteta dobija se
aerobnim metaboličkim procesima, koji se odvijaju uz prisustvo kiseonika. Za razliku od aerobnih
metaboličkih procesa, anaerobni metabolički procesi predstavljaju proces pri kome sportista ima
ograničenu sposobnost da brzo dođe do energije bez prisustva kiseonika.
Aerobni metabolizam stvara energiju za rad mnogo sporije i takav tempo dobijanja energije nije
dovoljan za vršenje fizičke aktivnosti visokog intenziteta, ali energija koja je dobijena na ovaj način
dovoljna je za obavljanje umerenogviše časovnog inteziteta.
Aerobna sposobnost predstavlja sposobnost organizma da aerobnim metaboličkim procesima
(oksidativnom razgradnjom ugljenih hidrata i slobodnih masnih kiselina) stvara energiju potrebnu za
fizički rad. Veličina aerobne sposobnosti zavisi od funkcionalnog stanja svih organskih i metaboličkih
sistema koji učestvuju u transportu kiseonika i korisćenju istog za stvaranje potrebne energije za rad.
Kiseonik iz spoljašnjeg vazduha, preko gornjih disajnih puteva, stiže do alveola u plućima, odakle
procesom difuzije preko alveolarnih membrana pristiže u plućne kapilare, tj. dospeva u krv.
Hemoglobinski kapacitet krvi je sledeći sistem koji učestvuje u transportu kiseonika do tkiva (kiseonik u
krvi prenosi se vezan za hemoglobin). Treći sistem predstavlja kardiovaskularni sistem čija je funkcija
prenos kiseonika do tkiva i tu najbitniju ulogu ima minutni volumen srca. Na kraju, funkcionalni kapacitet
mišića za pretvaranje kiseonika u energiju kao i sama mišićna masa imaju uticaj na veličinu aerobne
sposobnosti.
Takođe, na veličinu aerobne sposobnosti utiču i nasledni faktor, pol, starosna dob i stepen
fizičke aktivnosti. Ipak, na nivo aerobne izdržljivosti najviše utiče sposobnost srca da pri radu različitog
intenziteta, povećanjem cirkulacije, doprema mišićima kiseonik koji je neophodan za stvaranje energije
za rad.
Mera aerobne sposobnosti je maksimalna potrošnja kiseonika (VO
2
max), tj. količina kiseonika
koja se utroši za stvaranje energije pri radu maksimalnog intenziteta. VO
2
max
se može izraziti kao
apsolutna vrednost u litrima ili mililitrima kiseonika u minutu (l/min ili ml/min) ili kao relativna vrednost
u mililitrima po kilogramu telesne mase u minutu (ml/kg/min), što je objektivniji način izražavanja
aerobne sposobnosti, jer na apsolutnu vrednost VO
2
max u velikoj meri utiče telesna masa.
4
1.2. Sila, snaga i izdržljivost mišića
Konačni zajednički imenilac uspeha u sportskim takmičenjima jeste šta mišići mogu da urade,
odnosno koju silu mogu da razviju kada je to potrebno, koliku snagu mogu da postignu tokom obavljnja
rada i koliko dugo takva njihova aktivnost može da traje?
Jačinu mišića prevashodno određuje njegova veličina (masa), sa maksimalnom silom kontrakcije
između 30 i 40 N/cm
2
površine poprečnog preseka mišića.
Sila održavanja dužine mišića veća je oko 40% od sile kontrakcije. To znači da sila koja nastoji da
istegne već kontrahovan mišić (doskok posle skoka) mora biti oko 40% veća od sile kontrakcije koja se
postiže skraćivanjem.
Mehanički rad koji mišić vrši jeste proizvod sile koju mišić razvija i dužine puta na kojoj ta sila
deluje. Snaga mišićne kontrakcije je mera ukupne veličine rada koju mišić može da izvrši u zadatom
vremenskom periodu. Snagu ne određuje samo sila mišićne kontrakcije, već i brzina i broj kontrakcija u
minuti i izražava se u vatima (W). Mišić ima snagu od 1W ako rad od 1J obavi u jednoj sekundi, odnosno
ako u jednoj sekundi deluje silom od 1N na putu od 1m.
P = A t = F v
Maksimalna snaga koju kod visoko utreniranig sportiste mogu da ostvare svi mišići u telu
zajedno, približno je prikazana u tabeli 1.2.
Tabela 1.2.1.
W
Početnih 10-15s
1200
Sledeći minut
650
Sledećih pola sata
300
Izdržljivost je još jedna mera mišićne sposobnosti. Ona u velikoj meri zavisi od snabdevenosti
mišića hranljivim supstratima, a prevashodno količine glikogena deponovanog u mišićima pre mišićnog
rada. Osoba koja se hrani ugljenim hidratima deponuje u mišićima mnogo više glikogena nego osoba
koja je na mešovitoj ishrani.
Kada atletičar trči brzinom kojom se obično trči maraton, približne vrednosti izdržljivosti merene
vremenom tokom kojeg on može da trči neprekidno do potpune iscrpljenosti, kao i količina glikogena
koja je deponovana u mišićima pre početka trke, prikazane su u tabeli 1.2.2.:
Tabela 1.2.2.
t (min)
g/kg mišića
Ishrana bogata ugljenim hidratima
240
40
Mešovita ishrana
120
20
Ishrana bogata mastima
85
60
6
2. Mišići u toku vežbanja i stvaranje ATP-a
2.1. Uloga ATP-a u metabolizmu
Adenozin-trifosfat (ATP) je ključna veza između funkcionalnih sistema u kojima se energija troši I
stvara u organizmu. Iz tog razloga se ATP naziva 'energetskim novcem tela', koji može stalno da se
obnavlja i troši.
ATP je nestabilna hemijska supstanca koja se nalazi u svim ćelijama. On predstavlja kombinaciju
adenina, riboze i tri fosfatna radikala, od kojih su poslednja dva fosfatna radikala vezana za ostatak
molekula visokoenergetskim vezama.
Adenozin—PO
3
~PO
3
~PO
3
—
Količina energije u svakoj od ovih visokoenergetskih veza po molu ATP jeste oko 7.300 kalorija
(30,6kJ) ili čak nešto više u fiziološkim uslovima u organizmu. Kada se jedan fosfatni radikal odvoji iz
molekula, za mišićnu kontrakciju može da se upotrebi 7.300 cal. Zatim kada se odvoji drugi fosfatni
radikal, postaje dostupno još 7.300 cal. Odvajanjem prvog fosfatnog radikala, ATP se pretvara u
adenozin-difosfat (ADP), a odvajanjem drugog, ADP se pretvara u adenozin-monofosfat (AMP).
Slika 2.1.
Količina ATP-a koja se nalazi u mišićima, čak i kod sportiste koji su dobro utrenirani, dovoljna je
za održavanje maksimalne snage mišića oko 3 sekunde (može biti dovoljno za ¼ sprinta na 100m). Zbog
toga je neophodno, osim u prvih nekoliko sekundi, kontinuirano stvaranje novog ATP, čak i u toku
kratkotrajne fizičke aktivnosti. Na slici 2.1. vidimo razgradnju ATP prvo u ADP, a zatim u AMP, uz
oslobađanje energije za mišićnu kontrakciju. Na levoj strani slike 2.1. su prikazana tri različita
metabolička puta odgovorna za stalno snabdevanje mišićnih vlakana adenozin-trifosfatom.
