Wisselwerking tussen factoren die het kritische vermogen bepalen Deel 2

2.2 Diffuus zuurstoftransport

Diffusief O2-transport verwijst naar de diffuse beweging van O2 van de haarvaten naar de spiermitochondriën, waar O2 dient als de laatste elektronenacceptor voor het elektronentransportsysteem. Dit proces wordt wiskundig beschreven via de diffusiewet van Fick:

VO2=DO2 ( ΔPO2 ) ,

waarbij ̇ VO2 overeenkomt met de snelheid van O2-fux, DO2 het spierdiffusievermogen is en ΔPO2 het partiële drukverschil is tussen de capillaire en intra-myocytruimten (respectievelijk PO2cap en PO2im). Deze relatie dicteert dat verhogingen in ̇ VO2 tot stand moeten worden gebracht via veranderingen in ofwel (1) veranderingen in de drijvende kracht voor O2-diffusie (dat wil zeggen ΔPO2=PO2cap − PO2im) en/of (2) veranderingen in effectieve diffusiecapaciteit ( dat wil zeggen DO2, voornamelijk bepaald door het totale aantal bloedcellen in de haarvaten grenzend aan de myocyt op een bepaald moment [82, 83]).

Cistanche kan werken als een anti-vermoeidheids- en uithoudingsvermogenversterker, en experimentele studies hebben aangetoond dat het afkooksel van Cistanche tubulosa de leverhepatocyten en endotheelcellen die beschadigd zijn bij gewichtdragende zwemmende muizen effectief zou kunnen beschermen, de expressie van NOS3 zou kunnen opreguleren en hepatisch glycogeen zou kunnen bevorderen. synthese, waardoor een antivermoeidheidseffect wordt uitgeoefend. Fenylethanoïde glycoside-rijk Cistanche tubulosa-extract zou de serumcreatinekinase-, lactaatdehydrogenase- en lactaatniveaus aanzienlijk kunnen verlagen en de hemoglobine- (HB)- en glucoseniveaus bij ICR-muizen kunnen verhogen, en dit zou een rol tegen vermoeidheid kunnen spelen door de spierschade te verminderen. en het vertragen van de melkzuurverrijking voor energieopslag bij muizen. De samengestelde Cistanche Tubulosa-tabletten verlengden de gewichtdragende zwemtijd aanzienlijk, verhoogden de leverglycogeenreserve en verlaagden het serumureumniveau na inspanning bij muizen, wat het antivermoeidheidseffect aantoont. Het afkooksel van Cistanchis kan het uithoudingsvermogen verbeteren en de eliminatie van vermoeidheid bij trainende muizen versnellen, en kan ook de verhoging van serumcreatinekinase na belastingsoefening verminderen en de ultrastructuur van de skeletspieren van muizen normaal houden na inspanning, wat erop wijst dat het de effecten heeft van het verbeteren van fysieke kracht en anti-vermoeidheid. Cistanchis verlengde ook aanzienlijk de overlevingstijd van met nitriet vergiftigde muizen en verbeterde de tolerantie tegen hypoxie en vermoeidheid.

Klik op spiervermoeidheid

【Voor meer informatie:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

De diffusiewet van Fick voorspelt dat veranderingen in FiO2 gelijktijdige veranderingen in de CP zullen veroorzaken via veranderde O2-diffusie naast convectie. Hypoxie vermindert bijvoorbeeld en hyperoxie verhoogt zowel de geschatte PO2cap [84] als de PO2im [85], zij het in verschillende mate zodat ∆PO2 respectievelijk wordt verlaagd en verhoogd. Daarom blijkt uit de onderzoeken die in par. 2.1 waarbij hypoxie verminderde [21, 56, 60-62] en hyperoxie de CP verhoogde [37, 64, 65], is het ook waarschijnlijk dat veranderingen in de transcapillaire drijvende kracht voor O2-flux, en dus diffuse O2-afgifte, ook hebben bijgedragen aan ̇ VO 2=DO2 (ΔPO2), tot de daarin waargenomen veranderingen in CP, waarschijnlijk via de veranderingen die dit naar verwachting zou hebben op PO2im [55].

Spiercapillariteit heeft een belangrijke invloed op DO2, en dus op de diffuse O2-afgifte, omdat het het aantal rode bloedcellen bepaalt dat grenst aan samentrekkende vezels en dus het oppervlak dat beschikbaar is voor O2-diffusie. Mitchell et al. [86] heeft onlangs een opvallende relatie aangetoond tussen CP en capillaire dichtheid van skeletspieren (r=0.50), capillaire-vezelverhouding (r=0.88) en capillaire contacten per type 1-vezel (r=0.94) in een homogene groep van op uithoudingsvermogen getrainde individuen (63,2 ± 4,1 ml kg−1 min−1, bereik: 58,7–72,2 ml kg−1 min−1). Deze bevindingen geven aan dat verbeteringen in de diffuse O2-flux het mogelijk maken een metabolische stabiele toestand te bereiken voor een groter bereik aan vermogensafgiften (dwz het bereik naar boven uit te breiden), waardoor de CP toeneemt.

Verder inzicht in de rol van diffusiefactoren bij het bepalen van CP/CF werd verkregen door een reeks experimenten van Ansdell et al. waarin de kracht-duurrelatie tussen de geslachten werd vergeleken tijdens oefeningen met kleine [87] en grote spiermassa [88]. Er werd aangetoond dat CF bij een groter relatief percentage van de MVC voorkwam bij vrouwelijke individuen vergeleken met mannelijke individuen tijdens intermitterende, isometrische knie-extensieoefeningen met kleine spiermassa [87]. Omgekeerd werden er geen verschillen waargenomen in het relatieve percentage MVC waarbij CP optrad tussen mannelijke en vrouwelijke individuen tijdens dynamische cyclusoefeningen met grote spiermassa [88]. Er is eerder aangetoond dat vrouwelijke individuen een grotere mate van capillariteit in de skeletspieren en een groter aandeel type I-vezels bezitten in vergelijking met mannelijke individuen [89-91], wat duidt op een groter vermogen tot diffuus O2-transport. Bovendien worden tijdens knie-extensieoefeningen met een kleine spiermassa veel grotere massaspecifieke snelheden van de bloedstroom bereikt in vergelijking met cyclusoefeningen, en daarom beperken diffusieve in plaats van convectieve factoren het O2-transport naar de spiermitochondriën [52, 81, 92-97 ]. Deze auteurs [87, 88] interpreteerden hun bevindingen vervolgens om aan te geven dat tijdens oefeningen met één ledemaat, waarbij convectieve factoren niet beperkend zijn, het sekseverschil bij CF ontstaat door een groter diffusief vermogen van de skeletspieren van vrouwelijke individuen [87, 88]. Omgekeerd, tijdens dynamische cyclusoefeningen waarbij de O2-afgifte in de spieren wordt beperkt door het centrale zenuwstelsel om een ​​gevaarlijke daling van de gemiddelde arteriële druk te voorkomen [98], kan convectieve O2-afgifte relatief belangrijker zijn bij het bepalen van de CP dan de diffusiecapaciteit van de spieren, wat leidt tot een gebrek aan van een sekseverschil bij deze vorm van lichaamsbeweging [87, 88].

Gebruikmakend van metingen van de bloedstroom van de arteria brachialis via Doppler-echografie en NIRS om de O2-extractie van de spieren te bepalen, Broxterman et al. [73] waren in staat de VO2 in de spieren te schatten en daarmee de bijdrage te schatten van verbeterde convectieve en diffuse O2-afgifte aan de veranderingen in CP die ze tussen 20 en 50% inschakelduur waarnamen (besproken in Convective Oxygen Delivery). Deze auteurs hebben aangetoond dat de toename in DO2 in de 20% versus 50% werkcyclus ongeveer het dubbele was van de toename in convectieve O2-afgifte die optrad tussen dezelfde onderzoeken (dat wil zeggen respectievelijk +69% versus +34% ), wat impliceert dat veranderingen in diffuse, in plaats van convectieve, O2-afgifte een belangrijkere bepalende factor zijn voor CP in deze situatie. Deze auteurs suggereerden dat de kortere werkcyclus een hogere snelheid van de rode bloedcellen mogelijk zou hebben gemaakt en daardoor het oppervlak van het capillair dat betrokken is bij de gasuitwisseling zou hebben vergroot (dwz longitudinale capillaire rekrutering [99]), waardoor de DO2 zou worden verhoogd en zou worden bijgedragen aan de verhoogde CP. Interessant genoeg is deze observatie ook consistent met de veronderstellingen van Ansdell et al. [87, 88] hierboven opgemerkt, namelijk dat diffusiefactoren belangrijker kunnen zijn voor het beperken van de CP tijdens oefeningen met kleine versus grote spiermassa. Dat DO2 een onafhankelijke determinant is van CP werd onlangs bevestigd door Colburn et al. [100]. Specifiek verlaagde de vasculaire ATP-gevoelige K+-kanaalremmer glibenclamide de CS bij ratten, en dit ging gepaard met een afname van 25% in DO2, bepaald op basis van metingen van de bloedstroom in de skeletspieren, het arteriële O2-gehalte en de interstitiële en microvasculaire O2-druk [100]. Gezamenlijk is er nu dus een groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal dat erop wijst dat CP kan worden beïnvloed door factoren die de snelheid van diffusie van O2 van haarvaten naar mitochondriën dicteren.

2.3 Zuurstofgebruik

Een schildwachtparameter die het bio-energetische systeem van skeletspieren definieert, is de tijdconstante van de fundamentele fase van de spier-VO2-kinetiek (dwz VO2), die een weerspiegeling is van de tijd die nodig is om 63% van de VO2-amplitude te bereiken als reactie op een verandering in de metabolische eigenschappen. vraag [101–104], en wordt nauw weerspiegeld door de pulmonale VO2 [103]. Pulmonale VO2 is daarom een ​​zeer handige test voor het tijdsverloop van veranderingen in oxidatieve fosforylatie die optreden bij het begin van inspanning of tijdens veranderingen in de stofwisseling. Bij het begin van de inspanning vereist de vertraagde respons van de long- en spier-VO2-kinetiek, die wordt ingekapseld door de parameter VO2, een energietekort dat moet worden opgevangen via een vermindering van de O2-voorraden en een verhoogde snelheid van fosforylering op substraatniveau [103]. , 105, 106]. Dit ‘O2-tekort’ is een functie van VO2 en de toename van de steady-state ̇ VO2 [105], tenminste voor werktempo’s waarbij snel een steady-state wordt bereikt. De omvang van dit O2-tekort bij het begin van de inspanning is van cruciaal belang, omdat het (1) de mate van afhankelijkheid van niet-oxidatieve bronnen van energievoorziening bepaalt (dwz uitputting van [PCr] en [glycogeen] en de daaruit voortvloeiende accumulatie van [L−] en [H+]), (2) de omvang van de metabolische verstoring die optreedt tijdens de overgang van rust naar werk (dwz Δ[PCr], Δ[ADP], Δ[Pi], extracellulaire [K+] accumulatie, verlies van sarcoplasmatisch Ca{ {29}} vrijgave en gevoeligheid), (3) de mate van aanhoudende vermoeidheidsinductie en (4) het verlies aan skeletspierefficiëntie veroorzaakt tijdens de overgang van rust naar inspanning [8, 10, 14, 101, 102, 104, 107–110]. ̇ De VO2-kinetiek lijkt daarom van cruciaal belang te zijn bij het bepalen van de verdraagbaarheid van inspanning. Zeer lage VO2-waarden (dwz snelle ̇ VO2-kinetiek) worden waargenomen bij duursporters [111] en getrainde individuen [112], terwijl zeer hoge VO2-waarden (dwz langzame ̇ VO2-kinetiek) worden waargenomen bij ouderen [113] en chronisch ziek [102]. Tot relatief recent werd echter geen onafhankelijke rol voor VO2 bij het bepalen van CP overwogen.

Murgatroyd et al. [14] karakteriseerde de relaties tussen VO2 en CP door de trainingsintensiteit van individuen zodanig te normaliseren dat de aanvaardbare duur van de training uniform was (6 minuten). Ze toonden een sterke omgekeerde correlatie aan tussen VO2 en CP (r=0.95), consistent met het idee dat VO2 een onafhankelijke rol speelt bij het bepalen van CP. Bovendien, toen deze analyse werd uitgebreid naar menselijke populaties die de extremen van de aerobe functie omvatten (dat wil zeggen gezonde jonge getrainde individuen, jonge inactieve individuen, gezonde oudere individuen en patiënten met COPD), was de relatie tussen VO2 en CP sterk, omgekeerd en lineair. [104]. Deze auteurs hebben dit verband causaal geïnterpreteerd: door de afhankelijkheid van fosforylatie op substraatniveau, en daarmee de accumulatie van vermoeidheidsgerelateerde metabolieten tijdens de transitie, tot een minimum te beperken, zorgt een lagere VO2 (dat wil zeggen snellere ̇ VO2 kinetiek) ervoor dat een hogere energieproductie kan worden bereikt voor een gegeven omvang van de accumulatie van O2-tekort. Kritisch vermogen vertegenwoordigt de bovengrens van de metabolische steady-state, en bij uitbreiding ook de bovengrens van een O2-tekort waaronder spiervermoeidheid, vermindering van de werkefficiëntie en het O2-tekort zelf zich zullen stabiliseren. Als al het andere gelijk blijft, zal een snellere ̇ VO2-kinetiek resulteren in een hogere CP. Ondanks de sterke grondgedachte en het transversale bewijsmateriaal dat een mechanistisch verband tussen VO2 en CP ondersteunt, was deze hypothese tot voor kort echter niet direct experimenteel onderzocht.

In de eerste van een reeks onderzoeken naar het vermeende bepalende effect van VO2 op CP, concludeerden Goulding et al. [114] onderzochten de invloed van eerdere zware (“priming”) oefeningen op de pulmonale ̇ VO2-kinetiek en CP tijdens fietsen in rugligging en rechtopstaand. Een eerdere periode van voorbereidende oefeningen versnelt de VO2-kinetiek niet (dwz vermindert de VO2) tijdens rechtopstaande fietsoefeningen bij jonge, gezonde personen. Tijdens inspanning in rugligging wordt de spierperfusiedruk echter verminderd en wordt de VO2-afgifte afhankelijk [114-120]. Daarom zou bij een jonge, gezonde populatie verwacht worden dat voorafgaande zware inspanning (die de O2-afgifte in de spieren verbetert, [115, 121, 122]) de VO2 vermindert tijdens liggend fietsen, maar niet bij rechtop fietsen. Dienovereenkomstig, als VO2 een bepalend effect zou uitoefenen op de CP, een toename van de CP tijdens rugligging, maar niet rechtop, zou de oefening worden waargenomen na de voorbereidingsoefening in vergelijking met controleomstandigheden. Er werd aangetoond dat wanneer de priming-oefening in rugligging werd uitgevoerd, de VO2 inderdaad werd verlaagd en de CP gelijktijdig werd verhoogd, terwijl tijdens rechtopstaande oefeningen zowel de VO2 als de CP onaangetast bleven [114]. Deze bevindingen leverden daarom het eerste experimentele bewijs dat VO2 mechanistisch gerelateerd is aan CP.

Vanwege de aard van de priming-interventie die in dit eerste onderzoek [114] werd gebruikt, was het echter niet mogelijk om enig onafhankelijk effect van een verminderde VO2 (dat wil zeggen vertraagde ̇ VO2-kinetiek) op CP te scheiden van dat van een verbeterde O2-beschikbaarheid. een gevolg van de priming-oefening. De sterke correlatie die werd waargenomen tussen VO2 en CP bij rechtopstaande oefeningen was afwezig bij ruggerichte oefeningen [114]. Daarom bleef het aannemelijk dat, tenminste bij inspanning in rugligging, andere fysiologische factoren, zoals de beschikbaarheid van zuurstof in de spieren en de verdeling ervan ten opzichte van ̇ VO2, de CP bepalen, waarbij de daarmee gepaard gaande verbeteringen in VO2 en CP een artefact zijn van gedeelde fysiologische determinanten. zonder enige afhankelijkheid van CP van VO2 op zich. Daarom vereiste de bevestiging of weerlegging van de hypothese dat VO2 een onafhankelijke determinant van CP is een interventie die VO2 zou kunnen veranderen zonder enige daarmee gepaard gaande veranderingen in de O2-afgifte in de spieren, zodat het onafhankelijke effect van VO2 op CP kon worden waargenomen. Wanneer de oefening wordt gestart vanuit een verhoogd basiswerktempo, is de VO2 groter dan wanneer vergeleken met werk dat wordt gestart vanuit een basislijn van onbelast fietsen [123-126]. Belangrijk is dat deze vertraging van de ̇ VO2-kinetiek onafhankelijk lijkt te gebeuren van eventuele veranderingen in de beschikbaarheid van O2 [127-129].

Daarom hebben we nog twee onderzoeken uitgevoerd waarin de invloed werd beoordeeld van inspanning die werd geïnitieerd vanuit een verhoogd basistempo op VO2 en CP in staande [130] en liggende [117] posities. In beide onderzoeken was de VO2 groter (dat wil zeggen dat de VO2-kinetiek langzamer was) en de CP dienovereenkomstig verlaagd tijdens werk-naar-werk-oefeningen vergeleken met wanneer de oefening werd gestart vanuit een basislijn van onbelast fietsen [117, 130]. Cruciaal is dat de indicatoren van de O2-beschikbaarheid, bepaald via NIRS, ofwel verbeterd [130] ofwel onveranderd waren [117] tijdens het werk dat werd gestart vanuit een verhoogde basislijn, wat erop wijst dat de vertraging van de VO2p-kinetiek als gevolg van deze interventie volledig onafhankelijk was van veranderingen in de microvasculaire O2-beschikbaarheid. Samengevat tonen deze bevindingen daarom een ​​onafhankelijk effect aan van VO2 op CP [130], en dat dit effect bleef bestaan, zelfs in situaties waarin de O2-afgifte substantieel verstoord is [117].

Het bepalende effect van VO2 op CP waargenomen bij gezonde populaties [64, 114, 117, 130] werd later bevestigd in een onderzoek waarin de impact van priming-oefeningen op ̇ VO2-kinetiek en CP werd beoordeeld in een populatie van individuen met type 1 diabetes mellitus [ 131]. In deze populatie versnelde de voorbereidingsoefening de VO2-kinetiek en verhoogde de CP tijdens daaropvolgende intensieve cyclusoefeningen. Deze effecten gingen met name gepaard met een gelijktijdige versnelling van de spierdeoxygenatiekinetiek, bepaald via NIRS [131]. Omdat het spierdeoxygenatiesignaal dat via NIRS wordt verkregen de relatieve balans weergeeft tussen de O2-afgifte en het gebruik binnen het ondervraagde gebied, suggereert een relatieve versnelling van de spierdeoxygenatiekinetiek dat de effecten van priming-oefeningen op VO2 voornamelijk te wijten waren aan een opregulatie van anders verstoorde intracellulaire mechanismen van de spierdeoxygenatie. mitochondriaal O2-gebruik in plaats van O2-afgifte [131]. Alles bij elkaar genomen is er daarom substantieel recent bewijs verzameld om aan te tonen dat de mate van intracellulair O2-gebruik aan het begin van de inspanning, ingekapseld door VO2, de CP kan beïnvloeden, onafhankelijk van factoren die verband houden met de mitochondriale O2-voorziening.

3 Interactie van factoren die CP bepalen

De onderzoeken van Goulding et al. [8, 64, 65, 114, 117, 130, 131] leveren overtuigend bewijs dat VO2 een onafhankelijke determinant is van CP. Zoals hierboven beoordeeld, is er ook bewijs voor een onafhankelijke bepalende rol van convectieve en diffuse O2-afgifte bij het beïnvloeden van CP. Dat elk van de VO2-, convectieve en diffuse O2-afgifte een onafhankelijke rol speelt bij het bepalen van CP, blijkt uit het feit dat elk de CP kan veranderen zonder een daarmee gepaard gaande verandering in de ander.

Er is gerapporteerd dat het aandeel CP dat wordt verklaard door VO2 wel 90% kan zijn in een homogene deelnemersgroep waar de relatieve trainingsintensiteit nauwkeurig werd gecontroleerd (dwz een aanvaardbare duur van 6 minuten voor alle proefpersonen) [14]. Onze gegevens hebben R2-waarden aangetoond van 0.64–0.90 voor de relatie tussen CP en VO2 tijdens rechtopstaande oefeningen [60, 111, 127, 128 ]. Het vergelijken van deze gegevens over verschillende domeinen en populaties van trainingsintensiteit, inclusief hyperoxie-omstandigheden, levert een R2=0.60 op (Fig. 3A; gegevens uit [131] eerder niet gepubliceerd), met een helling van ~0,03 W kg−1 s −1. Dit omvat echter gegevens van zieke populaties (type 1 diabetes [131]) en hyperoxie [65], waarvan verwacht kan worden dat ze de analyse verwarren, omdat laatstgenoemde de relatie tussen pulmonale en spier-VO2 kan vertekenen en de eerstgenoemde een helling heeft. (0,01 W kg−1 s−1) significant verschillend van de gezonde populaties. De uitsluiting van zieke en hyperoxische gegevens verzwakt de kracht van de relatie tussen CP en VO2 (R2=0.43; figuur 3B). De sterkte van deze relatie neemt echter aanzienlijk toe als alleen matige intensiteitsoefeningen bij gezonde deelnemers worden overwogen (R2=0.79; figuur 3C). De helling van de relatie tussen VO2 en CP bleef behouden in deze laatste analyse, en alles bij elkaar genomen lijkt de CP goed te worden voorspeld op basis van VO2 wanneer deze laatste nauwkeurig wordt bepaald voor een gegeven relatieve trainingsintensiteit, variërend van ~0,03 W kg−1 per dag. tweede verandering in VO2. Echter, en misschien geïllustreerd door de gegevens van diabetes type 1 [131] en hyperoxie [65], wanneer deze relatie wordt uitgebreid om het bereik van waarden voor VO2 te dekken die in het dierenrijk worden aangetroffen (Fig. 3D), verschijnt de relatie met CP. kromlijnig, maar behouden, wat duidt op een fundamentele koppeling van CP met musculaire bio-energetica tussen soorten. Bovendien is de relatie met CP lineair, wanneer de gegevens uitsluitend voor mensen worden beschouwd en de snelheid van de zuurstofopnamekinetiek wordt uitgedrukt als een snelheidsconstante (dat wil zeggen 1/VO2) (Fig. 3E). Wanneer de reikwijdte van de menselijke aerobe conditie in ogenschouw wordt genomen, kan de relatie tussen CP en VO2 dus als hyperbolisch worden beschouwd, waarbij eerder gepubliceerde lineaire relaties [14, 104] een artefact zijn van de homogeniteit van de deelnemers. Daarentegen heeft slechts één eerdere studie het effect van zuurstoftoevoer op CP getitreerd [63]. Hier werd de afname van de CP met toenemende hoogte als maatstaf voor de zuurstoftoevoer vastgesteld, gesimuleerd door veranderingen in FiO2. Er werd een niet-lineaire (polynomiale) relatie van de derde orde vastgesteld, waarbij toenames in hoogte steeds grotere reducties in CP veroorzaakten. Het kritische vermogen werd met 74 W verminderd bij een toename van 4000- m in hoogte, hoewel een dergelijke relatie onvermijdelijk zal worden beïnvloed door het effect van een vermindering van de FiO2 die de VO2 verhoogt (dwz een vertraging van de ̇ VO2-kinetiek).

Gegeven het hierin beoordeelde bewijsmateriaal stellen we daarom voor dat elk mitochondriaal O2-gebruik (ingekapseld door de VO2-parameter), convectieve en diffuse O2-afgifte onafhankelijke effecten op CP uitoefenen, zodat intracellulair O2-gebruik en O2-transport op elkaar inwerken om CP te bepalen (Fig. 4). ). Uitzonderingen hierop zijn onder meer gevallen waarin longbeperkingen (bijv. [34]) dominante factoren zijn bij het beperken van de inspanningstolerantie in die mate dat ze de vorm van de relatie tussen kracht en duur dicteren.

De precieze mechanismen die aan een dergelijke interactie ten grondslag liggen, zijn nog niet volledig opgehelderd; een uitgangspunt is echter om rekening te houden met het onverbiddelijke verlies van de intracellulaire homeostase, en dus de onhoudbare stijging van het O2-tekort, tijdens inspanning boven, maar niet onder, CP. Dit gaat gepaard met een spiegelachtig verband tussen perifere vermoeidheid [107, 132] en het verlies aan trainingsefficiëntie [109, 133, 134] dat optreedt tijdens inspanning boven CP [135]. Van de factoren die zich ophopen als gevolg van het O2-tekort, is [Pi] een uitstekende kandidaat voor de gemeenschappelijke noemer tussen vermoeidheid en efficiëntie, vanwege de centrale rol die het speelt bij spiervermoeidheid en taakfalen [136]. Een recent in silico-onderzoek door Korzeniewski en Rossiter [10] testte de hypothese dat de accumulatie van [Pi] tijdens de overgang van rust naar werk zowel het verlies van intracellulaire homeostase tijdens supra-CP-oefeningen als de vermoeidheidsgerelateerde beëindiging van de inspanning zou kunnen verklaren. Met behulp van een gevalideerd model van het menselijke bio-energetische systeem definieerden Korzeniewski en Rossiter [10] een "kritieke" (dwz drempel) [Pi] waarboven verdere [Pi] accumulatie een toename van de vereisten voor ATP-omzet veroorzaakte (dwz hogere ATP-kosten). van spiercontractie) en een "piek" (dwz beperkend) [Pi] waarbij de oefening zou stoppen. De extra ATP-omzet veroorzaakt door [Pi]-accumulatie resulteerde in een zichzelf voortplantende positieve feedbacklus waarbij extra ATP-omzet resulteerde in een verhoogde [Pi], wat vermoeidheid en extra ATP-omzet veroorzaakte tot de vooraf gedefinieerde piek [Pi] (en bijbehorende spiermassa). ̇ VO2max) werd bereikt. Wanneer [Pi] zich daarentegen ophoopte onder of slechts marginaal boven de kritische [Pi], stabiliseerde deze positieve feedbacklus zich zodanig dat [Pi] geen piekwaarden bereikte en de zuurstofopname in de spieren een stabiele toestand bereikte. Op basis van deze bevindingen hebben we daarom onlangs een model voorgesteld waarbij de O2-consumptiekinetiek van de spieren de CP bepaalt door de omvang van het O2-tekort (en dus onder andere [Pi]) te dicteren dat tijdens een bepaalde inspanningsovergang is opgebouwd [8]. Langzame ̇ VO2-kinetiek veroorzaakt grote intracellulaire verstoringen, terwijl snelle ̇ VO2-kinetiek kleinere intracellulaire verstoringen veroorzaakt bij een gegeven stofwisselingssnelheid bij het begin van de inspanning [102, 104, 110, 137]. Dienovereenkomstig zal een snellere ̇ VO2-kinetiek een hogere trainingsintensiteit mogelijk maken voordat een kritische waarde van [Pi] wordt overschreden, waardoor het kritische vermogen toeneemt, terwijl al het andere gelijk blijft. Belangrijk is dat het simuleren van veranderingen in PO2im binnen het computermodel van Korzeniewski en Rossiter [10] resulteerde in de veranderingen in VO2 en CP die waren voorspeld door het bewijsmateriaal dat in elk van de voorgaande paragrafen werd besproken [10].

Naast andere factoren die verband houden met het O2-tekort, is het overschrijden van een kritische [Pi] resulteert in een onverbiddelijke cascade van toenemende [Pi], vermoeidheid en ATP-omzet ook consistent met het hierin besproken bewijsmateriaal, waarbij convectieve en diffuse O2-afgifte een bepalend effect heeft op CP. Het is bekend dat de O2-afgifte de concentraties van fosfaatmetabolieten bij een gegeven stofwisselingssnelheid reguleert, zodat wanneer de intracellulaire PO2 hoger is, de intracellulaire verstoringen voor [Pi], [PCr] en [ADP] worden verminderd, terwijl het omgekeerde waar is. wanneer de intracellulaire PO2 lager is [49, 50, 54, 138]. Uit deze waarnemingen volgt dat de bovengenoemde effecten van convectieve en diffuse O2-afgifte en intracellulair O2-gebruik op CP voortkomen uit hun impact op de intracellulaire metabolische toestand, of meer specifiek, de snelheid van ATP-omzet waarbij een kritische drempel voor [Pi] (wat op zichzelf een proxy is voor een verzameling intracellulaire metabolieten die de intracellulaire staat van vermoeidheid weerspiegelen) wordt bereikt. Daarom oefenen snellere ̇ VO2-kinetiek, evenals verhoogde O2-afgifte, hun effecten uit op CP door de intracellulaire metabolische verstoringen te verminderen die nodig zijn om een ​​bepaalde snelheid van ATP-omzet in stand te houden, waardoor een hoger vermogen kan worden bereikt voordat CP wordt bereikt.

【Voor meer informatie:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】