Datoria de oxigen

Datoria de oxigen

Prezenta oxigenului nu este necesara chiar de la inceputul activitatii musculare, deoarece, in primele momente, energia pentru contractie este livrata de reactiile biochimice anaerobe. Ulterior insa, aportul de oxigen devine indispensabil, el fiind necesar pentru refacerea ATP-ului consumat si pentru oxidarea produsilor de descompunere anaeroba.

La muschii in repaus ajunge, pe cale sanguina, o cantitate de oxigen suficienta numai pentru acoperirea consumului energetic de repaus. Cand muschii efectueaza un travaliu, consumul lor de oxigen creste; in acest caz, datorita unor modificari fiziologice ale aparatului cardio-vascular (intensificarea activitatii inimii si a ventilatiei pulmonare) sangele transporta la muschi o cantitate mai mare de oxigen.

Daca efortul muscular realizat este scurt si intens, sangele nu poate furniza muschilor, in timpul scurt al activitatii acestora, decat o parte din cantitatea de oxigen care le este necesara, desi modificarile fiziologice mentionate anterior se produc. Astfel, cea mai mare parte a energiei necesare realizarii efortului respectiv este livrata de reactiile anaerobe. Deoarece in cursul acestor reactii se acumuleaza o cantitate mare de produsi de descompunere anaeroba, muschii trebuie sa primeasca intreaga cantitate de oxigen necesara pentru oxidarea acestora. Diferenta dintre aceasta cantitate de oxigen si cea pusa la dispozitia muschilor in timpul scurt in care se realizeaza efortul, constituie datoria de oxigen. Aceasta datorie este platita de organism dupa terminarea efortului; din acest motiv, dupa efort, persista un anumit timp intensificarea activitatii circulatoriii si a celei respiratorii si, legat de aceasta, si consumul crescut de oxigen al muschilor. Treptat, consumul de oxigen revine la nivelul de repaus, moment in care datoria de oxigen a fost platita integral.

Pentru o mai buna intelegere a acestui fenomen sa analizam urmatorul exemplu: un om cu greutatea de 61 kg urca pe o scara la inaltimea de 7 m intr-un timp scurt (10 secunde). Lucrul mecanic efectuat de muschii picioarelor sale este de 427 kgm (greutate X deplasare). Energia mecanica necesara realizarii unui lucru mecanic de 427 kgm rezulta din transformarea unei cantitati de energie calorica de 1 kcal (1 kcal = 427 kgm). Deoarece, din intrege energie calorica eliberata in muschi, maxim 25% se transforma in energie mecanica, rezulta ca, pentru efectuarea acestui lucru mecanic este necesara o cantitate de energie calorica de 4 ori mai mare (4 kcal).

Se stie, de asemenea, ca 1 litru de oxigen utilizat de organism furnizeaza aproximativ 4,8 kcal. Printr-un calcul simplu, aflam ca 4 kcal necesita aproximativ 800 ml oxigen, cantitate care trebuie consumata de om in cele 10 secunde in care se efectueaza travaliul - ceea ce inseamna un consum de 80 ml⁄secunda.

In repaus, un om nu consuma decat aproximativ 3,5 ml⁄secunda de oxigen (circa 200 ml⁄minut); }in caz de activitate musculara intensa, datorita modificarilor fiziologice mentionate, consumul de oxigen poate creste de aproximativ 3 ori fata de consumul de repaus - adica poate ajunge la 10,5 ml⁄secunda. Deci, in cele 10 secunde cat dureaza efortul, consumul de oxigen nu poate ajunge la cantitatea necesara (800 ml) ci numai la 105 ml. Diferenta dintre cele doua valori (800-105 = 695) reprezinta datoria de oxigen si se consuma dupa incetarea efortului.

In cazul efectuarii unui travaliu incordat timp de 1-2 minute, datoria de oxigen inregistreaza valori cuprinse intre 5 si 10 litri de oxigen.

Particularitatile functionale ale muschilor netezi

La vertebrate muschii netezi se gasesc in peretii vaselor de sange, in peretii organelor interne cavitare, in piele (muschii erectori ai firelor de par), in ochi (muschii ciliari si muschii irisului) si in canalele glandelor.

Muschii netezi sunt inervati numai de fibre nervoase vegetative (simpatice si parasimpatice), ale caror ramificatii terminale formeaza o retea fina in jurul fibrelor musculare, patrunzand si in interiorul lor. Acesti muschi nu prezinta placi motorii, iar neurotransmitatorii lor sunt acetilcolina si norepinefrina (noradrenalina). Pentru unii muschi netezi acetilcolina sau noradrenalina sunt excitatoare iar pentru altii inhibitoare; actiunea excitatoare sau inhibitoare a acestora este determinata de receptorii specifici existenti in membranele muschilor.

Muschii netezi se deosebesc de cei striati prin urmatoarele proprietati functionale:

poseda o mare extensibilitate;

au o excitabilitate mai scazuta fata de agentii electrici (au praguri de stimulare mai ridicate, cronaxie mai lunga, potentialele de actiune au amplitudine mai mica si durata mai lunga - in unii muschi 1-3 secunde);

excitabilitatea fata de agentii chimici este mult mai crescuta,

contractiile unice (secusele) se efectueaza intr-un timp mult mai lung (pana la 5 secunde in cazul stomacului de iepure de casa si peste 1 minut in cazul stomacului de broasca);

muschii netezi efectueaza contractii spontane, automate (pot fi bine observate pe un fragment izolat de intestin introdus intr-o baita de sticla cu solutie Ringer saturata cu oxigen - deoarece, in timpul activitatii lor predomina procesele oxidative);

forta specifica a muschilor netezi este de 5-10 ori mai mica decat cea a muschilor striati, deoarece continutul lor in proteine contractile este de tot atatea ori mai mic (3 kg⁄cm² fata de 5-11 kg⁄cm²);

activitatea caracteristica a muschilor netezi este tonusul, care se efectueaza cu un consum foarte scazut de energie, fiind, in acelasi timp, foarte durabil si stabil (muschii tractului gastro-intestinal se mentin in stare de tensiune tonica aproape tot timpul perioadei de digestie);

dupa denervare, muschii netezi nu se atrofiaza ci devin de zeci de ori mai excitabili fata de agentii chimici (legea denervarii a lui Cannon).