PROBLEME DE BIOCHIMIE A EFORTULUI

Modificările fizico-chimice ale compoziţiei umorilor organismului din cursul eforturilor de

antrenament pot afecta direct sau indirect capacitatea de efort a organismului, devenind factori

limitativi ai randamentului şi performanţei, fie prin acumulare unor metaboliţiacizi în exces (lactat,

piruvat, AGL, cetoacizi), fie prin deplasarea unor compuşi organici sau anorganici din ţesuturi în

sânge, cu depleţia lor ulterioară în urină sau lichidul sudoral ( K, Mg, Na, P, Ca, N).

Unele modificări sunt rezultatul hemoconcentraţiei, altele însă reflectă un asamblu de

procese metabolice adaptative.

Investigaţiile sistematice efectuate arată că aceste modificări sunt în general diferite – atât

cantitativ cât şi calitativ în funcţie de natura, durata şi intensitatea eefortului, de gradul de

antrenament etc.

Explorarea echilibrului acido-bazic. Pentru evaluarea economiei metabolice de repaus şi de

efort, reflectată pe planul echilibrului acido-bazic, o investigaţie completă presupune atât

determinarea perametrilor microAstrup, care ilustrează modificările adaptative (pH, pCO2, BT, Ba,

BS, BE, pO2, SO2), cât şi cercetarea factorilor care induc aceste modificări (lactat, piruvat, AGL,

cetoacizi, electroliţi).

Acidul piruvic, metabolit rezultat în cursul procesului de glicoliză pe calea Embden-

Mayerhof, poate urma fie calea de degradare aerobă în condiţii de oxidare adecvate, ca în cazul

eforturilor de intensitate redusă, cu pătrunderea în ciclul citric şi degradarea sa până la CO2 şi apă,

fie conversiunea prin hidrogenare în acid lactic prin acţiunea LDH (în eforturi intense, anaerobe).

Variaţiile fiziologice de repaus sunt cuprinse 0,12-0,17 mMol (0,9-1,4 mg %) în sângele arterial,

valoarea sa de 0,1mMol în repaus creşte până la 0,23 mMol după exerciţii intense, modificările de

efort fiind dependente de starea de antrenament. Determinat simultan cu lactatul, permite evaluarea

echilibrului dintre glicoliza anaerobă şi oxidare.

Acidul lactic, produs final al glicolizei în muşchii scheletici, se formează prin reducerea

piruvatului, atunci când acest metabolit poate fi oxidat şi legat în ciclul Krebs; lactatul se determină

uzual prin micrometoda enzimatică propusă de Bergmayer, pe principiul reacţiei :

lactat+ NAD + ------- piruvat + NADH + H+

Valorile fiziologice de repaus sunt cuprinse între 1-1,78 mMol/ l sau 9-16 mg % (în practică,

pentru conversia din nMol/ în mg % se multiplică valoarea găsită cu 9,1 sau se împarte la 0,111).

Valorile maxime citate în literatura de specialitate sunt de 32 nMol/l (290 mg%), la o scădere

corespunzătoare a pH-ului la 6,85. Acestea sunt valori de excepţie întâlnite în competiţii; domeniul

obişnuit de variaţii în eforturile submaximale este de 10-15 mMol / l, iar în eforturile maximale de

15-22 mMol/l (Hermansen), în aceste situaţii scăderile de pH la cca 7,1 -6,9 indicând o acidoză

metabolică necompensată, dar rapid reversibilă.

Cercetarea dinamicii lactatului este mai importantă în eforturile cu profil ciclic, în care

există o corelaţie semnificativă între capacitatea de efort şi performanţă ( probe de semifond, fond –

atletism, nataţie, ciclism, canotaj, patinaj viteză). Urmărirea lactacidemiei în probele de rezistenţă

permite atât evaluarea modificărilor metabolice adaptative induse de efortul submaximal cât şi

evaluarea resurselor anaerobe implicate în sprintul final.

Intensitatea optimă de efort reprezintă un parametru extrem de important în antrenamentele

de rezistenţă pe plan metabolic, acest nivel trebuie să exprime valori de lactat uşor crescute peste

valorile bazale, corespunzând aşa-numitului prag

aerob-anaerob (4 mMol/l , respectiv 36mg % lactat). Antrenarea la aceşti parametri duce la creşterea

rezistenţei aerobe; controlul efectuat cel puţin la 3-4 săptămâni oferă date obiective pentru

reevaluarea pragului la nivelul noilor posibilităţi adaptative ale organismului.

În funcşie de energogeneza efortului desfăşurat, găsim şi valori diferite de lactat. Astfel după

alergările de 400 şi 800 m, la 3 min., în sângele capital se pot întâlni valori de 25-28 mMol / l lactat

la un pH de cca 6,90 şi BE de circa 29 mEq/l, modificările fiind mai accentuate la atleţi de valoare

bine antrenaţi; la patinaj viteză, canotaj şi înot se întâlnesc valori de circa 20 mMol/l lactat cu pH de

≈ 7.

Prin cercetarea comparativă a dinamicii principalilor metaboliţi rezultaţi din activitatea

musculară şi studiul principalilor factori metabolici ai echilibrului acidobazic, diferiţi autori

(Bouhuys, Dill, Doll) au stabilit o serie de corelaţii semnificative, ca de exemplu:

1.

2.

3.

4.

Di Prampero, Keul, Mader şi Hollmann au relevat în studiile lor corelaţii semnificatife între

valorile lactatului şi BE, îndeosebi în condiţii de efort şi în faza de revenire (r = - 0,98 ). Ecuaţiile

de regresie efectuate pe numeroase probe – în special pe alergători – au duus la stabilirea unor

formule de conversiune ale lactatului în BE:

1.

2.

Investigaţia prin micrometoda Astrup. Datorită progreselor tehnice s-au realizat analizoare

perfecţionate ( AVL 938, ABL2 ), care permit măsurarea balanţei acido-bazice din probe de sânge

capilar prelevate din lobul urechii sau pulpa degetului.

Parametrii determinaţi relevă originea respiratorie sau metabolică a dezechilibrului acido-

bazic, furnizând relaţii cantitative asupra intensităţii efortului prestat. Aceste aparate moderne,

prevăzute cu microprocesor, sistem de afişaj digital şi printer, permit înregistrarea rapidă, în serie a

rezultatelor; înregistrările se pot face pe nomograma Thews-Harncourt. Vom trece în revistă

parametrii obţinuţi prin utilizarea acestei metode de laborator sau pe teren.

PH-ul, colagaritmul activităţii ionilor de H, reprezintă un important parametru metabolical

echilibrului acido-bazic; valorile fiziologice de repaus variază între 7,35-7,45 (sau 44,66

nanomoli/l), cu limite extreme cuprinse între 6,85 – 7,8 (15,84 nMol / l). Între pH CO2 şi HCO3

există o relaţie reprezentată prin ecuaţia Henderson-Hasselbalch:

pH = pK + log.

În repaus, un nivel mai ridicat de pH are o semnificaţie favorabilă, deşi nu concludentă

(menţionăm că pH-ul muscular în repaus, care este circa 6,9 scade la efort la 6,4 ); valorile de pH

corelează semnificativ cu lactatul şi BE în efort şi în faza de revenire. Acest indicator scade

semnificativ în eforturile intense de scurtă durată; valori în sângele periferic sub 7,1 pot afecta

diverse procese fiziologice ca :

- transmisia neuromusculară

- reactivitatea muşchilor scheletici la acţiunea acetilcolinei.

Capacitatea de tamponare a ţesuturilor cu o slabă putere tampon, cum sunt creierul şi cortexul

suprarenal; contracţia izometrică şi tensiunea tetaniformă la un stimul dat, în special pentru fibrele

muşchilor tonici. Deoarece scăderea marcată a pH-ului constituie un factor limitativ al

performanţei, unii cercetători au încercat administrarea de infuzii tampon, urmărindu-se efectele

farmacologice asupra performanţei. Rezultatele reflectă, după unii autori, ameliorarea parţială a

acidozei de efort ( creşterea valorilor de pH, scăderea valorilor BE), însă fără influnţarea

performanţei. Alţi autori au constatat la înotători şi alergători dispariţia proteinuriei după efort şi

stare subiectivă ameliorată la efort cu diminuarea senzaţiei de oboseală după administrarea de

bicarbonat sau THAM (Drăgan, Govaerts, De Lanne, Steib); autorii respectivi au remarcat şi o

ameliorare uşoară a performanţei concomitent cu modificările de pH, BS, BE. În ceea ce priveşte

efortul de tip maximal, anerob, Margaria contestă opinia cum că introducerea unei alcaloze prin

administrarea de citrat de potasiu sau bicarbonat ar scădea lactatul şi ar influenţa favorabil

performanţa.

pCO2 reprezintă o componentă respiratorie a balanţei acido-bazice. Valorile de referinţă în

repaus sunt cuprinse între 35-45 mmHg în sângele arterial şi între 42-46 mmHg în sângele venos.

Valoarea pCO2 în mmHg multiplicată cu 0,03 ne dă echivalentul în mMol/l CO3H2. după un efort

intens, valoarea pCO2 poate scădea până la 20 mmHg în sângele arterial, mai ales la antrenaţi la 70-

78 mmHg.

BT sau BB (bazele tampon) reprezintă suma anionilor tampon în sânge ( bicarbonat, Hb,

proteine), variind în limite fiziologice înte 46-52 mEq/l în sânge (în plasmă 42 mEq/l). În sângele

integral, BT depinde de Hb (pentru fiecare gram de Hb% BT creşte cu 0,42 mMol).

BS (bicarbonatul standard, rezerva alcalină) variază între 21, 2- 24,8 mEq/l. O valoare scăzută a

acestui parametru ar inhiba efortul prelungit şi mai ales finishul. Scăderea BS provine 95% din

creşterea lactatului şi piruvatului şi 5% din creşterea AGL. Această scădere, mai evidentă în probele

de viteză, semifond şi fond, atinge valori minime la 8-10 min. După sfârşitul probei. În studiul

aclimatizării la altitudini, acest parametru se dovedeşte util în urmărirea dinamicii de acomodare la

hipobarism.

Ba (bicarbonatul actual) reprezintă conţinutul plasmatic în HCO3 – la pCO2 actual. Valorile

fiziologice sunt cuprinse între 22-27 mEq/l, ele scăzând la altitudine datorită hiperventilaţiei care

induce eliminarea compensatorie în urină a bicarbonatului.

BE sau BD (excesul de baze, deficitul de baze) este cel mai expresiv parametru metabolic al

balanţei acido-bazice care nu depinde de Hb, exprimând direct în mEq/l excesul sau dificitul de

acizi sau baze, titrat în condiţii standard: pH 7,40; pCO2 40 mmHg; 370 C. Valorile fiziologice de

repaus de ± 2,3 mEq/l sunt uşor mai ridicate la sportivi de valoare antrenaţi ( +1 - +3 mEq/l).

Deficite de BE sub – 3mEq/l indică o refacere incompletă sau o suprasolicitare. După eforturi

maximale la cicloergometru, BE variază în funcţie de puterea anaerobă între – 19 şi – 30 mEq /l,

revenind la valorile iniţiale după 15-20 min. ( o diferenţă mai mare de 4 mEQ/l între valoarea de

referinţă şi de revenire la circa 20 min. indică o refacere necorespunzătoare, semn al economiei

metabolice deficitare). BE corelează semnificativ cu lactatul (r = - 0,98) şi de asemenea cu pH-ul,

BS şi Ba, mai ales în condiţii de efort şi revenire, şi implicit cu performanţa din probă.

În Centrul de Medicină Sportivă se cercetează curent relaţia BE/W/kgcorp, obţinută în cadrul

unui efort maximal la cicloergometru sau pista rulantă, cu durata de 6 min. , la un consum maximal

de O2 : semnificaţia relaţiei de mai sus pentru aprecierea economiei metabolice de efort este cu atât

mai favorabilă cu cât valoarea indicelui este mai mică.

TCO2 reprezintă CO3H- + 0,03×pCO2 (valori fiziologice = 25 – 27 mEq/l).

PO2 (presiunea parţială a O2 ) variază între 80-100 mmHg în repaus, putând creşte la 120-125

mmHg în efortul maximal sau în condiţii de stres cu hiperventilaţie puternică.

SO2 (saturaţia în oxigen) atinge valoarea de 95 – 97 % la un pH de 7,4 la 37 0 C şi la pO2 de 100

mmHg. În condiţii de efort , la antrenaţi, variaţiile acestui parametru sunt nesemnificative. În

condiţii de hipoxie (altitudine) se produce o creştere semnificativă de 2,3 DPG intraeritrocitar, ceea

ce duce la scăderea afinităţii pentru O2 a Hb şi la eliberarea mai activă de O2 spre ţesuturi; la şes

fenomenul acesta este invers.

În concluzie, facem următoarele precizări asupra valorificării parametrilor echilibrului acido-

bazic în antrenamentul sportiv: scopul principal constă în aprecierea economiei metabolice de

repaus şi de efort, precum şi a stării de restabilire; în mod optim, aceşti parametri se valorifică

eficient în atletism-alergări, înot, canotaj, caiac-canoe, patinaj, ciclism, putând servi şi ca indicatori

ai dirijării efortului şi ai gradului de antrenament; evaluarea eficienţei unor medicaţii de susţinere

sau de refacere, evaluarea capacităţii anaerobe şi a rezistenţei la hipoxie şi acidoză, proces util în

cazul unei selecţii; aprecierea formei sportive; studierea unor cazuri problemă care implică

schimbarea metodicii de antrenament.

Mg reprezintă un cofactor a numeroase enzime de fosfilare, implicate în funcţiile

mitocondriale şi un activator a numeroase sisteme enzimatice implicate în sinteza proteică (cationul

intracelular). Fracţiunea extracelulară (circa 1% din cantitatea totală) intervine alături de Ca în

reglarea excitabilităţii neuromusculare. Deficitul de Mg (eforturi stresante, slabiri forţate), poate

induce astenie, apatie, contracţii musculare, un profil EMG specific; carenţele de Mg sunt adeseori

paralele cu scăderea stocurilor de k organic şi de vitamină C. După exerciţii prelungite, excreţia de

Mg urinar creşte, mai ales la începutul efortului.

La sportivi, o valoare în condiţii bazale sub 1,6 mg% inpune administrarea unui aport

suplimentar de Mg (săruri organice), dar un nivel seric normal nu exclude existenţa unui deficit.

Se consideră că dozarea Mg eritrocitar ar reflecta mai precis situaţia rezervelor de magneziu din

organism

BIBLIOGRAFIE

Cucuianu, M. , Naur O. , Goia, A. Biochimia clinică. Editura Dacia, Cluj, 1979.

Drăgan, I. şi colaboratorii. Medicina Sportivă, Editura Stadion, Bucureşti, 1974.

Karlson, P., Manual de biochimie, Editura medicală, Bucureşti, 1967.

Mincu, I. , Ionescu – Târgovişte, C. , Echilibrul acidobazic, Editura ştiinţifică şi enciclopedică,

Bucureşti, 1978.