Kritik Gücü Belirleyen Faktörlerin Etkileşimi Bölüm 2

2.2 Difüzyonlu Oksijen Taşıma

Difüzyonlu O2 taşınması, O2'nin kılcal damarlardan kas mitokondrisine difüzyonlu hareketini ifade eder; burada O2, elektron taşıma sistemi için son elektron alıcısı olarak görev yapar. Bu süreç matematiksel olarak Fick'in difüzyon yasasıyla tanımlanır:

VO2=DO2 ( ΔPO2 ),

burada ̇VO2, O2 akış hızına karşılık gelir, DO2, kas yayılma kapasitesidir ve ΔPO2, kılcal ve miyosit içi boşluklar (sırasıyla PO2cap ve PO2im) arasındaki kısmi basınç farkıdır. Bu ilişki, ̇ VO2'deki artışların, (1) O2 difüzyonu için itici güçteki değişiklikler (yani ΔPO2=PO2cap − PO2im) ve/veya (2) etkin difüzyon kapasitesindeki değişiklikler (2) yoluyla oluşturulması gerektiğini belirtir. yani DO2, herhangi bir anda miyosit yakınındaki kılcal damarlar içindeki kan hücrelerinin toplam sayısı tarafından belirlenir [82, 83]).

Cistanche, yorgunluk önleyici ve dayanıklılık arttırıcı olarak görev yapabilir ve deneysel çalışmalar, Cistanche tubulosa'nın kaynatılmasının, ağırlık taşıyan yüzen farelerde hasar gören karaciğer hepatositlerini ve endotel hücrelerini etkili bir şekilde koruyabildiğini, NOS3 ekspresyonunu artırabildiğini ve hepatik glikojeni destekleyebileceğini göstermiştir. sentezi, böylece yorgunluk önleyici etkinlik sağlar. Feniletanoid glikozit açısından zengin Cistanche tubulosa özütü, ICR farelerinde serum kreatin kinaz, laktat dehidrojenaz ve laktat seviyelerini önemli ölçüde azaltabilir ve hemoglobin (HB) ve glikoz seviyelerini artırabilir ve bu, kas hasarını azaltarak yorgunluk önleyici bir rol oynayabilir. ve farelerde enerji depolamaya yönelik laktik asit zenginleşmesinin geciktirilmesi. Bileşik Cistanche Tubulosa Tabletleri, farelerde ağırlık taşıyarak yüzme süresini önemli ölçüde uzattı, hepatik glikojen rezervini arttırdı ve egzersiz sonrası serum üre seviyesini azaltarak yorgunluk önleyici etkisini gösterdi. Cistanchis'in kaynatılması, egzersiz yapan farelerde dayanıklılığı artırabilir ve yorgunluğun ortadan kaldırılmasını hızlandırabilir ve ayrıca yük egzersizi sonrasında serum kreatin kinaz artışını azaltabilir ve egzersiz sonrasında farelerin iskelet kasının üst yapısını normal tutabilir, bu da etkilerinin olduğunu gösterir. Fiziksel gücü arttırma ve yorgunluğu önleme. Cistanchis ayrıca nitritle zehirlenen farelerin hayatta kalma süresini önemli ölçüde uzattı ve hipoksi ve yorgunluğa karşı toleransı arttırdı.

Kas yorgunluğuna tıklayın

【Daha fazla bilgi için:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】

Fick'in Difüzyon Yasası, FiO2'deki değişikliklerin konveksiyona ek olarak değişen O2 difüzyonu yoluyla CP'de eş zamanlı değişikliklere yol açacağını öngörmektedir. Örneğin, hipoksi hem tahmin edilen PO2cap'i [84] hem de PO2im'yi [85] azaltır ve hiperoksi artırır; ancak bu, sırasıyla ∆PO2'nin azalması ve artması gibi farklı düzeylerde olur. Dolayısıyla Bölümde incelenen çalışmalarda. Şekil 2.1'de hipoksinin azaldığı [21, 56, 60-62] ve hiperoksinin CP'yi arttırdığı [37, 64, 65], O2 akışı için transkapiller itici güçteki ve dolayısıyla difüzif O2 iletimindeki değişikliklerin de ̇ VO2'ye katkıda bulunması olasıdır. 2=DO2 ( ΔPO2 ), burada gözlemlenen CP'deki değişikliklere, muhtemelen bunun PO2im üzerinde olması beklenen değişiklikler yoluyla [55].

Kas kılcallığı, kasılan liflere bitişik kırmızı kan hücrelerinin sayısını ve dolayısıyla O2 difüzyonu için mevcut yüzey alanını belirlediğinden, DO2 ve dolayısıyla difüzyonlu O2 iletimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Gerçekten de Mitchell ve ark. [86] kısa süre önce SP ile iskelet kası kılcal damar yoğunluğu (r=0.50), kılcal damar/lif oranı (r=0.88) ve kılcal damar temasları arasında çarpıcı bir ilişki olduğunu gösterdi. dayanıklılık eğitimi almış bireylerden oluşan homojen bir grupta tip 1 lif başına (r=0.94) (63,2±4,1 mL kg−1 dk−1, aralık: 58,7–72,2 mL kg−1 dk−1). Bu bulgular, yaygın O2 akışındaki gelişmelerin, daha geniş bir güç çıkışı aralığı için (yani aralığın yukarıya doğru genişletilmesi) elde edilecek metabolik bir kararlı duruma olanak sağladığını, dolayısıyla CP'yi arttırdığını göstermektedir.

CP/CF'nin belirlenmesinde yaygın faktörlerin rolüne ilişkin daha fazla bilgi, Ansdell ve ark. tarafından yapılan bir dizi deneyle sağlanmıştır. küçük [87] ve büyük kas kütlesi egzersizi [88] sırasında cinsiyetler arasındaki güç-süre ilişkisini karşılaştıran bir araştırma. KF'nin, küçük kas kütlesi, aralıklı, izometrik tek bacak diz ekstansiyon egzersizi sırasında erkek bireylerle karşılaştırıldığında kadın bireylerde MVC'nin daha büyük bir göreceli yüzdesinde meydana geldiği gösterilmiştir [87]. Tersine, büyük kas kütleli dinamik bisiklet egzersizi sırasında erkek ve kadın bireyler arasında SP'nin meydana geldiği MVC'nin göreceli yüzdesinde hiçbir fark gözlenmedi [88]. Kadın bireylerin, erkek bireylerle karşılaştırıldığında iskelet kasında daha yüksek derecede kapilariteye ve daha fazla tip I lif oranına sahip oldukları daha önce gösterilmiştir [89-91], bu da difüzif O2 taşınması için daha büyük bir kapasiteye sahip olduklarını düşündürmektedir. Üstelik, küçük kas kütleli diz ekstansiyon egzersizi sırasında, bisiklet egzersiziyle karşılaştırıldığında çok daha yüksek kütleye özgü kan akışı hızlarına ulaşılır ve dolayısıyla konvektif faktörlerden ziyade difüzif faktörler kas mitokondrisine O2 taşınmasını kısıtlar [52, 81, 92-97. ] Bu yazarlar [87, 88] sonuç olarak bulgularını, konvektif faktörlerin sınırlayıcı olmadığı tek ekstremite egzersizi sırasında, KF'deki cinsiyet farklılığının kadın bireylerin iskelet kası difüzyon kapasitesinin daha fazla olması nedeniyle ortaya çıktığını gösterecek şekilde yorumlamışlardır [87, 88]. Tersine, ortalama arteriyel basınçta tehlikeli bir düşüşü önlemek için kas O2 iletiminin merkezi sinir sistemi tarafından sınırlandığı dinamik bisiklet egzersizi sırasında [98], konvektif O2 iletimi, CP'yi belirlemede kasın yayılma kapasitesinden nispeten daha önemli olabilir, bu da eksikliğe yol açar. Bu egzersiz modunda cinsiyet farkının olduğu bulunmuştur [87, 88].

Kas O2 ekstraksiyonunu belirlemek için Doppler ultrason ve NIRS yoluyla brakiyal arter kan akışı ölçümlerinden yararlanan Broxterman ve ark. [73] kas ̇VO2'sini tahmin edebildiler ve bu sayede gelişmiş konvektif ve difüzif O2 iletiminin, %20 ila %50 görev döngüsü arasında gözlemledikleri CP'deki değişikliklere olan katkılarını tahmin edebildiler (Konvektif Oksijen Dağıtımı'nda tartışılmıştır). Bu yazarlar, %50 görev döngüsüne karşı %20'lik DO2 artışının, aynı denemeler arasında konvektif O2 iletiminde meydana gelen artışın yaklaşık iki katı olduğunu gösterdi (yani sırasıyla %+69 vs %+34) ), bu durumda CP'nin daha önemli bir belirleyicisi olarak konvektif O2 dağıtımından ziyade difüzif O2 dağıtımındaki değişiklikleri ima eder. Bu yazarlar, daha kısa görev döngüsünün daha yüksek kırmızı kan hücresi hızını kolaylaştıracağını ve dolayısıyla gaz değişiminde yer alan kılcal damarın yüzey alanını arttıracağını (yani uzunlamasına kılcal damar alımı [99]), böylece DO2'yi artıracağını ve artan CP'ye katkıda bulunacağını öne sürdüler. İlginçtir ki bu gözlem aynı zamanda Ansdell ve arkadaşlarının varsayımlarıyla da tutarlıdır. [87, 88] yukarıda belirtildiği gibi, küçük kas kütlesi egzersizine karşı büyük kas kütlesi egzersizi sırasında SP'yi sınırlamak için yaygın faktörlerin daha önemli olabileceğini belirtmişlerdir. DO2'nin SP'nin bağımsız bir belirleyicisi olduğu yakın zamanda Colburn ve ark. tarafından doğrulandı. [100]. Spesifik olarak, vasküler ATP'ye duyarlı K+ kanalı inhibitörü glibenklamid, sıçanlarda CS'yi azalttı ve buna, iskelet kası kan akışı, arteriyel O2 içeriği ve interstisyel ve mikrovasküler O2 basınçları ölçümlerinden belirlenen DO2'de %25'lik bir azalma eşlik etti [100]. Bu nedenle toplu olarak, artık CP'nin, O2'nin kılcal damarlardan mitokondriye difüzyon hızını belirleyen faktörlerden etkilenebileceğini gösteren giderek artan sayıda kanıt var.

2.3 Oksijen Kullanımı

İskelet kası biyoenerjetik sistemini tanımlayan sentinel parametre, kas ̇ VO2 kinetiğinin (yani VO2) temel fazının zaman sabitidir; bu, metabolik bir değişikliğe yanıt olarak ̇ VO2 genliğinin %63'üne ulaşmak için geçen süreyi yansıtır. talep [101-104] ve pulmoner VO2 [103] tarafından yakından yansıtılmaktadır. Bu nedenle pulmoner VO2, egzersizin başlangıcında veya metabolik hızdaki değişiklikler sırasında meydana gelen oksidatif fosforilasyondaki değişikliklerin zaman içindeki seyrinin oldukça uygun bir analizidir. Bu nedenle, egzersizin başlangıcında, VO2 parametresi tarafından kapsüllenen pulmoner ve kas ̇VO2 kinetiğinin gecikmiş yanıtı, O2 depolarındaki bir azalma ve artan substrat seviyesi fosforilasyon hızı yoluyla karşılanması gereken bir enerji açığını gerektirir [103] , 105, 106]. Bu "O2 açığı" VO2'nin ve kararlı durum artışı ̇ VO2'nin [105] bir fonksiyonudur, en azından kararlı duruma hızla ulaşılan iş oranları için. Egzersiz başlangıcındaki bu O2 açığının büyüklüğü kritiktir çünkü (1) oksidatif olmayan enerji tedarik kaynaklarına olan bağımlılığın derecesini belirler (yani [PCr] ve [glikojen] tükenmesi ve bunun sonucunda [L−] ve [H+]), (2) dinlenmeden işe geçiş sırasında meydana gelen metabolik bozulmanın büyüklüğü (yani Δ[PCr], Δ[ADP], Δ[Pi], hücre dışı [K+] birikimi, sarkoplazmik Ca2 kaybı {29}} salınım ve hassasiyet), (3) sürdürülen yorgunluk indüksiyonunun boyutu ve (4) dinlenmeden egzersize geçiş sırasında indüklenen iskelet kası verimliliği kaybı [8, 10, 14, 101, 102, 104, 107–110]. ̇ VO2 kinetiği bu nedenle egzersizin tolere edilebilirliğinin belirlenmesinde merkezi bir rol oynayacaktır. Aslında, dayanıklılık sporcularında [111] ve antrenmanlı bireylerde [112] çok düşük VO2 değerleri (yani hızlı ̇ VO2 kinetiği) gözlemlenirken, çok büyük VO2 değerleri (yani yavaş ̇ VO2 kinetiği) yaşlılarda [113] ve kronik olarak gözlemlenir. hasta [102]. Ancak nispeten yakın zamana kadar VO2'nin CP'yi belirlemede bağımsız bir rolü düşünülmemişti.

Murgatroyd ve ark. [14], tolere edilebilir egzersiz süresi tek tip (6 dakika) olacak şekilde bireyler arasındaki egzersiz yoğunluğunu normalleştirerek VO2 ve CP arasındaki ilişkileri tanımladılar. VO2 ile CP (r=0.95) arasında güçlü bir ters korelasyon gösterdiler; bu da VO2'nin CP'yi belirlemede bağımsız bir role sahip olduğu fikriyle tutarlıydı. Üstelik bu analiz, aerobik fonksiyonun uç noktalarını (yani sağlıklı genç eğitimli bireyler, genç inaktif bireyler, sağlıklı yaşlı bireyler ve KOAH'lı hastalar) kapsayan insan popülasyonları boyunca genişletildiğinde, VO2 ile SP arasındaki ilişki güçlü, ters ve doğrusaldı. [104]. Bu yazarlar bu ilişkiyi nedensel olarak yorumladılar: Substrat seviyesindeki fosforilasyona olan bağımlılığı ve dolayısıyla geçiş sırasında yorgunlukla ilişkili metabolitlerin birikimini en aza indirerek, daha düşük bir VO2 (yani daha hızlı ̇ VO2 kinetiği), daha yüksek bir güç üretiminin elde edilmesine olanak tanır. Belirli bir O2 açığı birikimi büyüklüğü. Kritik güç, metabolik kararlı durumun üst sınırını temsil eder ve bunun altında kas yorgunluğunun, iş verimliliğinde azalmanın ve O2 açığının kendisinin stabilize olacağı bir O2 açığının üst sınırını da ifade eder. Bu nedenle, diğer her şey eşit olduğunda, daha hızlı ̇ VO2 kinetiği daha yüksek bir CP ile sonuçlanacaktır. Bununla birlikte, VO2 ile CP arasındaki mekanik bağlantıyı destekleyen güçlü gerekçelere ve kesitsel kanıtlara rağmen, yakın zamana kadar bu hipotez doğrudan deneysel incelemeye tabi tutulmamıştı.

VO2'nin SP üzerinde iddia edilen belirleyici etkisini inceleyen bir dizi çalışmanın ilkinde Goulding ve ark. [114] önceki ağır ("hazırlama") egzersizin sırtüstü ve dik bisiklet sırasında pulmoner ̇ VO2 kinetiği ve CP üzerindeki etkisini inceledi. Genç sağlıklı bireylerde dik bisiklet egzersizi sırasında önceki bir hazırlık egzersizi ̇ VO2 kinetiğini hızlandırmaz (yani VO2'yi azaltır). Ancak sırtüstü pozisyonda yapılan egzersiz sırasında kas perfüzyon basıncı bozulur ve VO2, O2 dağıtımına bağımlı hale gelir [114-120]. Bu nedenle, genç ve sağlıklı bir popülasyonda, önceki ağır egzersizin (kas O2 dağıtımını artıran, [115, 121, 122]) sırtüstü pozisyonda VO2'yi azaltması ancak dik bisiklet sürme sırasında bu etkiyi yaratmaması beklenir. Buna göre, VO2'nin CP üzerinde belirleyici bir etkisi olması durumunda, sırtüstü pozisyonda CP'de bir artış meydana gelirse, ancak ayakta değil, egzersiz, kontrol koşullarıyla karşılaştırıldığında hazırlama egzersizi sonrasında gözlemlenecektir. Sırtüstü pozisyonda hazırlama egzersizi yapıldığında, VO2'nin gerçekten azaldığı ve bununla birlikte CP'nin arttığı, oysa dik egzersiz sırasında hem VO2'nin hem de CP'nin etkilenmediği gösterilmiştir [114]. Dolayısıyla bu bulgular, VO2'nin mekanik olarak SP ile ilişkili olduğuna dair ilk deneysel kanıtı sağladı.

Bununla birlikte, bu ilk çalışmada kullanılan hazırlama müdahalesinin doğası nedeniyle [114], azalmış bir VO2'nin (yani yavaşlatılmış ̇ V O2 kinetiğinin) CP üzerindeki herhangi bir bağımsız etkisini, geliştirilmiş O2 kullanılabilirliğinden ayırmak mümkün değildi. hazırlık egzersizinin bir sonucudur. Gerçekten de dik egzersiz için VO2 ile CP arasında gözlenen güçlü korelasyon sırtüstü egzersiz için mevcut değildi [114]. Bu nedenle, en azından sırtüstü egzersizde, kas O2 varlığı ve ̇VO2'ye göre dağılımı gibi diğer fizyolojik faktörlerin CP'yi belirlediği ve VO2 ve CP'deki eş zamanlı iyileşmelerin ortak fizyolojik belirleyicilerin bir ürünü olduğu, makul kalmıştır. CP'nin VO2'ye herhangi bir bağımlılığı olmadan. Bu nedenle, VO2'nin SP'nin bağımsız bir belirleyicisi olduğu hipotezinin doğrulanması veya reddedilmesi, VO2'nin SP üzerindeki bağımsız etkisinin gözlemlenebileceği şekilde, kas O2 iletiminde eşlik eden herhangi bir değişiklik olmadan VO2'yi değiştirebilecek bir müdahaleyi gerektirdi. Egzersiz, yükseltilmiş bir başlangıç ​​çalışma hızından başlatıldığında, VO2, başlangıçtaki yüksüz bisiklet sürme ile başlatılan çalışmaya kıyasla daha yüksektir [123-126]. Daha da önemlisi, ̇VO2 kinetiğindeki bu yavaşlama, O2 mevcudiyetindeki herhangi bir değişiklikten bağımsız olarak ortaya çıkıyor gibi görünmektedir [127-129].

Bu nedenle, yüksek başlangıç ​​çalışma hızından başlatılan egzersizin dik [130] ve sırtüstü [117] pozisyonlarda VO2 ve CP üzerindeki etkisini değerlendiren iki çalışma daha gerçekleştirdik. Bu çalışmaların her ikisinde de, VO2 daha yüksekti (yani VO2 kinetiği daha yavaştı) ve CP, egzersizin yüksüz bisiklet sürmenin başlangıcından başlatıldığı duruma kıyasla işten işe egzersiz sırasında buna uygun olarak azaldı [117, 130]. En önemlisi, NIRS aracılığıyla belirlenen O2 kullanılabilirliği göstergeleri, yükseltilmiş bir başlangıç ​​seviyesinden başlatılan çalışma sırasında ya iyileştirildi [130] ya da değişmedi [117]; bu, bu müdahalenin getirdiği ̇VO2p kinetiğindeki yavaşlamanın, mikrovasküler O2 kullanılabilirliğindeki değişikliklerden tamamen bağımsız olduğunu ortaya koyuyor. Birlikte ele alındığında bu bulgular, VO2'nin CP üzerinde bağımsız bir etkisini [130] ve bu etkinin, O2 iletiminin büyük ölçüde bozulduğu durumlarda bile devam ettiğini [117] göstermektedir.

VO2'nin sağlıklı popülasyonlarda gözlenen SP üzerindeki belirleyici etkisi [64, 114, 117, 130] daha sonra, tip 1 diyabetli bireylerden oluşan bir popülasyonda hazırlama egzersizinin ̇ VO2 kinetiği ve SP üzerindeki etkisini değerlendiren bir çalışmada doğrulandı [64, 114, 117, 130] 131]. Bu popülasyonda, hazırlama egzersizi ̇ VO2 kinetiğini hızlandırdı ve sonraki şiddetli yoğunluktaki döngü egzersizi sırasında CP'yi artırdı. Dikkat çekici bir şekilde, bu etkilere NIRS aracılığıyla belirlenen kas deoksijenasyon kinetiğinin eş zamanlı olarak hızlanması eşlik etmiştir [131]. NIRS yoluyla türetilen kas deoksijenasyon sinyali, sorgulanan bölge içindeki O2 dağıtımı ve kullanımı arasındaki göreceli dengeyi temsil ettiğinden, kas deoksijenasyon kinetiğinin göreceli hızı, hazırlık egzersizinin VO2 üzerindeki etkilerinin ağırlıklı olarak, aksi halde bozulan hücre içi mekanizmaların yukarı regülasyonundan kaynaklandığını göstermektedir. O2 dağıtımı yerine mitokondriyal O2 kullanımı [131]. Bu nedenle birlikte ele alındığında, egzersiz başlangıcında VO2 tarafından kapsüllenen hücre içi O2 kullanım oranlarının, mitokondriyal O2 sağlanmasıyla ilgili faktörlerden bağımsız olarak SP'yi etkileyebileceğini gösteren önemli yeni kanıtlar birikmiştir.

3 SP'yi Belirleyen Faktörlerin Etkileşimi

Goulding ve ark. [8, 64, 65, 114, 117, 130, 131] VO2'nin CP'nin bağımsız bir belirleyicisi olduğuna dair ikna edici kanıtlar sunmaktadır. Yukarıda incelendiği gibi, SP'yi etkilemede konvektif ve difüzyonlu O2 iletiminin bağımsız belirleyici rolüne dair kanıtlar da vardır. VO2, konvektif ve difüzif O2 iletiminin her birinin CP'yi belirlemede bağımsız bir role sahip olduğu, her birinin diğerinde eş zamanlı bir değişiklik olmaksızın CP'yi değiştirebilmesi gerçeğiyle kanıtlanmıştır.

VO2 tarafından açıklanan SP oranının, göreceli egzersiz yoğunluğunun tam olarak kontrol edildiği (yani denekler arasında 6 dakikalık tolere edilebilir bir süre) homojen bir katılımcı grubunda %90 kadar yüksek olduğu rapor edilmiştir [14]. Verilerimiz dik egzersiz sırasında CP ile VO2 arasındaki ilişki için 0,64–0,90 R2 değerlerini göstermiştir [60, 111, 127, 128 ] Hiperoksi koşulları da dahil olmak üzere farklı egzersiz yoğunluğu alanları ve popülasyonları boyunca bu verilerin harmanlanması, ~0,03 W kg−1 eğimle bir R2=0.60 (Şekil 3A; [131]'den daha önce yayınlanmamış veriler) verir. s -1. Ancak bu, hastalıklı popülasyonlardan (tip 1 diyabet [131]) ve hiperoksiden [65] elde edilen verileri içerir; bunların her ikisinin de, ikincisi pulmoner ve kas VO2'si arasındaki ilişkiyi bozabileceği ve birincisinin bir eğimi olduğu için, analizin karıştırılması beklenebilir. (0,01 W kg−1 s−1) sağlıklı popülasyonlardan önemli ölçüde farklıdır. Hastalıklı ve hiperoksik verilerin hariç tutulması, CP ile VO2 arasındaki ilişkinin gücünü köreltir (R2=0.43; Şekil 3B). Ancak sağlıklı katılımcılarda yalnızca orta yoğunlukta egzersiz dikkate alındığında bu ilişkinin gücü belirgin şekilde artmaktadır (R2=0.79; Şekil 3C). VO2 ve CP arasındaki ilişkinin eğimi bu son analiz boyunca korunmuştur ve birlikte ele alındığında, CP, VO2 başına ~0,03 W kg-1 değişen belirli bir göreceli egzersiz yoğunluğu için kesin olarak belirlendiğinde, CP'nin VO2'den iyi tahmin edildiği görülmektedir. VO2'deki ikinci değişiklik. Bununla birlikte ve belki de tip 1 diyabet [131] ve hiperoksiden [65] elde edilen verilerle örneklendirilebilir, bu ilişki hayvanlar aleminde karşılaşılan VO2 değer aralığını kapsayacak şekilde genişletildiğinde (Şekil 3D), SP ile ilişki ortaya çıkar. eğrisel, ancak korunmuş, bu da CP'nin türler arasında kas biyoenerjetiği ile temel bir bağlantısını akla getiriyor. Ayrıca, yalnızca insana ait veriler dikkate alındığında ve oksijen alım kinetiğinin hızı bir hız sabiti (yani 1/VO2) olarak ifade edildiğinde, CP ile ilişki doğrusaldır (Şekil 3E). Buna göre, insanın aerobik kondisyonunun kapsamı göz önüne alındığında, CP ve VO2 arasındaki ilişkinin hiperbolik olduğu düşünülebilir; daha önce yayınlanmış doğrusal ilişkiler [14, 104] katılımcı homojenliğinin bir eseridir. Buna karşılık, yalnızca bir önceki çalışma oksijen sunumunun CP üzerindeki etkisini titre etmiştir [63]. Burada, FiO2'deki değişikliklerle simüle edilen, oksijen dağıtımının bir göstergesi olarak artan rakımla birlikte CP'deki azalma belirlendi. Rakımdaki artışlarla CP'de giderek daha büyük azalmalar üreten doğrusal olmayan (üçüncü dereceden polinom) bir ilişki kuruldu. Kritik güç, rakımda 4000-m'lik bir artışla 74 W azaltıldı; ancak bu tür herhangi bir ilişki, FiO2'deki azalmaların VO2'yi artırmasının (yani ̇ VO2 kinetiğinin yavaşlaması) etkisinden kaçınılmaz olarak etkilenecektir.

Burada incelenen kanıtlar göz önüne alındığında, bu nedenle, her mitokondriyal O2 kullanımının (VO2 parametresi tarafından kapsüllenmiş), konvektif ve yaygın O2 dağıtımının, hücre içi O2 kullanımı ve O2 taşınmasının CP'yi belirlemek için etkileşime girecek şekilde CP üzerinde bağımsız etkiler gösterdiğini öneriyoruz (Şekil 4). ). Bunun istisnaları arasında akciğer sınırlamalarının (örn. [34]), güç-süre ilişkisinin şeklini belirleyecek ölçüde egzersiz toleransını sınırlamada baskın faktörler olduğu durumlar yer alır.

Böyle bir etkileşimi destekleyen kesin mekanizmalar tam olarak açıklanmamıştır; ancak başlangıç ​​noktası, CP'nin altında değil ama üstünde egzersiz sırasında hücre içi homeostazisin amansız kaybını ve dolayısıyla O2 eksikliğindeki sürdürülemez artışı dikkate almaktır. Buna, periferik yorgunluk [107, 132] ile CP'nin üzerinde egzersiz sırasında ortaya çıkan egzersiz verimliliği kaybı [109, 133, 134] arasındaki ayna benzeri bir ilişki eşlik eder [135]. O2 eksikliğinin bir sonucu olarak biriken faktörlerden [Pi], kas yorgunluğu ve görev başarısızlığındaki merkezi rolü nedeniyle yorgunluk ve verimlilik arasındaki ortak paydanın başlıca adayıdır [136]. Korzeniewski ve Rossiter tarafından yakın zamanda yapılan bir in silico çalışması [10] dinlenmeden işe geçiş sırasında [Pi] birikiminin hem supra-CP egzersizi sırasında hücre içi homeostaz kaybını hem de egzersizin yorgunlukla ilişkili sonlanmasını açıklayabileceği hipotezini test etti. Korzeniewski ve Rossiter [10], insan biyoenerjetik sisteminin doğrulanmış bir modelini kullanarak, üzerinde daha fazla [Pi] birikiminin ATP dönüşümü gereksinimlerinde bir artışa (yani ATP maliyetinin artmasına) yol açtığı bir "kritik" (yani eşik) [Pi] tanımladılar. kas kasılması) ve egzersizin durdurulacağı bir "zirve" (yani sınırlayıcı) [Pi]. [Pi] birikiminin yönlendirdiği ek ATP döngüsü, kendi kendine yayılan bir pozitif geri besleme döngüsüyle sonuçlandı; burada ek ATP döngüsü, artan [Pi] ile sonuçlandı, bu da yorgunluğa ve önceden tanımlanmış zirveye [Pi] (ve beraberindeki kaslara) kadar ek ATP döngüsüne neden oldu. ̇ VO2max) elde edildi. Buna karşılık, [Pi], kritik [Pi] değerinin altında veya çok az üzerinde toplandığında, bu pozitif geri besleme döngüsü, [Pi] tepe değerlerine ulaşmayacak ve kas oksijen alımının sabit bir duruma ulaşacağı şekilde stabilize oldu. Bu bulgulara dayanarak, yakın zamanda kas O2 tüketim kinetiğinin, belirli bir egzersiz geçişi sırasında biriken O2 eksikliğinin (ve dolayısıyla diğer faktörlerin yanı sıra [Pi]) büyüklüğünü belirleyerek CP'yi belirlediği bir model önerdik [8]. Yavaş ̇ VO2 kinetiği büyük hücre içi bozulmalara yol açarken, hızlı ̇ VO2 kinetiği egzersiz başlangıcında belirli bir metabolik hız için daha küçük hücre içi bozulmalara neden olur [102, 104, 110, 137]. Buna göre, daha hızlı ̇ VO2 kinetiği, [Pi]'nin kritik değeri aşılmadan önce daha yüksek bir egzersiz yoğunluğunu mümkün kılacak, böylece diğer her şey eşit olmak üzere kritik güç artacaktır. Daha da önemlisi, Korzeniewski ve Rossiter'in [10] bilgisayar modeli dahilinde PO2im'deki değişiklikleri simüle etmek, önceki bölümlerin her birinde [10] incelenen kanıtlarla tahmin edilen VO2 ve CP'deki değişikliklerle sonuçlandı.

O2 eksikliği ile ilgili diğer faktörlerin yanı sıra, kritik bir [Pi] değerinin ihlal edilmesinin, [Pi] artışı, yorgunluk ve ATP devrinin amansız bir kademesine yol açması, burada incelenen ve konvektif ve difüzif O2 iletiminin belirleyici bir etkiye sahip olduğu kanıtlarla da tutarlıdır. CP. O2 iletiminin, belirli bir metabolik hızda fosfat metabolitlerinin konsantrasyonlarını düzenlediği bilinmektedir; böylece hücre içi PO2 daha yüksek olduğunda, [Pi], [PCr] ve [ADP] için oluşan hücre içi bozulmalar azalırken bunun tersi doğrudur. hücre içi PO2 daha düşük olduğunda [49, 50, 54, 138]. Bu gözlemlerden, konvektif ve difüzif O2 iletiminin ve hücre içi O2 kullanımının CP üzerindeki yukarıda bahsedilen etkilerinin, hücre içi metabolik durum üzerindeki etkilerinden veya daha spesifik olarak [Pi] için kritik bir eşiğin oluştuğu ATP devir hızı üzerindeki etkilerinden kaynaklandığı anlaşılmaktadır. (ki kendisi de hücre içi yorgunluk durumunu yansıtan hücre içi metabolitlerin bir koleksiyonunun temsilidir) elde edilir. Bu nedenle, daha hızlı ̇ VO2 kinetiği ve artan O2 iletimi, belirli bir ATP dönüşüm hızını sürdürmek için gereken hücre içi metabolik bozuklukları azaltarak CP üzerindeki etkilerini gösterir ve böylece CP'ye ulaşılmadan önce daha yüksek bir güç çıkışının elde edilmesini sağlar.

【Daha fazla bilgi için:george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:8613632399501】