LIETUVOS KŪNO KULTŪROS AKADEMIJA SPORTO BIOMEDICINOS FAKULTETAS TAIKOMOSIOS FIZIOLOGIJOS IR KINEZITERAPIJOS KATEDRA

Transcription

1 LIETUVOS KŪNO KULTŪROS AKADEMIJA SPORTO BIOMEDICINOS FAKULTETAS TAIKOMOSIOS FIZIOLOGIJOS IR KINEZITERAPIJOS KATEDRA SPORTO FIZIOLOGIJOS STUDIJŲ PROGRAMA JUOZAS BALTUŠNIKAS α-aktinino-3 DEFICITO ĮTAKA GREITUMO, RAUMENŲ GALINGUMO IR JĖGOS KAITAI, LAVINANT GREITUMĄ MAGISTRO BAIGIAMASIS DARBAS Darbo vadovas: dr. T. Venckūnas KAUNAS 2010

2 TURINYS SANTRAUKA... 3 SUMMARY... 5 ĮVADAS LITERATŪROS APŽVALGA Bendrieji sporto pratybos ypatumai Treniruotumo samprata Greitumas ir jo lavinimo ypatumai Jėga ir jos lavinimo ypatumai Hipertrofinė jėga Nervinė jėga Greitumo ir jėgos ryšys Maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo tobulinimo ypatumai Raumenų darbas įsigreitėjant Raumenų darbas bėgant nuotolį Greitumas ir genetika α-aktininas-3 griaučių raumenyse ACTN3 geno įtaka sportiniam rezultatui TYRIMO METODIKA IR ORGANIZAVIMAS Tiriamieji ACTN3 R577X polimorfizmo tyrimas Maksimalaus greitumo pratybos Dinamometrija Matematinė statistika REZULTATAI REZULTATŲ APTARIMAS IŠVADOS LITERATŪRA

3 SANTRAUKA α-aktinino-3 deficito įtaka greitumo, raumenų galingumo ir jėgos kaitai, lavinant greitumą Raktiniai žodžiai: greitumo prieaugis, α-aktinino-3 R557X polimorfizmas, judamieji gebėjimai, genetiniai darbingumą sąlygojantys veiksniai. Greitumas vienas iš svarbiausių judamųjų gebėjimų. Jis įvairiose sporto šakose pasireiškia skirtingomis formomis. Greitumo pratybos, tai tokios pratybos, kurios nemažina maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greičio, o jį padidina. Yra žinoma, kad jėgos pratybos yra kenksmingos greitumui. Mūsų nuomone, didžiausia problema sporto moksle - kaip padidinti jėgą nesumažinant raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greičio. Taip pat labai aktualu sužinoti, kaip skirtingų genų variantų žmonės geba didinti greitumą ir jo pasireiškimo formas. Šiuo metu pasirodė daug straipsnių apie ACTN3 R577X polimorfizmą. Yra žinoma, kad α-aktinino-3 baltymo nėra pas 16 % pasaulio žmonių. Įdomu tai, kad mutavusio (X) alelio ir ypač pilno α-aktinino-3 (alelis XX) deficito dažnis yra ženkliai mažesnis tarp sprinto ir galingumo atletus. Todėl mes savo tyrime analizavome greitumo pratybų įtaką didesnio jėgos indėlio reikalaujantiems pratimams ir gautus rezultatus lyginome tarp skirtingų RR ir XX genotipų. Tyrimo tikslas ištirti maksimalaus greitumo padidėjimo įtaką didesnio jėgos indėlio reikalaujantiems judamiesiems gebėjimams priklausomai nuo RR (gaminasi α-aktininas-3) ir XX (nesigamina α-aktininas-3) genotipo. Tyrimo objektas greitumo pokytis ir to pokyčio įtaka didesnės jėgos reikalaujantiems judamiesiems gebėjimams RR ir XX genotipo grupėse. Tyrimo uždaviniai: 1. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių greitumo judamasis gebėjimas. 2. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių šuolių į aukštį iš vietos rezultatai. 3. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių didesnio jėgos indėlio reikalaujančių pratimų (kojos tiesimas ir lenkimas prie 30 /s, 60 /s, 120 /s, 210 /s greičių) duomenys. 4. Palyginti RR ir XX grupių tiriamųjų, kurie dalyvavo tyrime prieš pratybas, kojos tiesimo ir lenkimo jėgą prie skirtingų greičių prieš maksimalaus greitumo lavinimo ciklą. 3

4 5. Palyginti RR ir XX grupių tiriamųjų, kurie dalyvavo tyrime, kojos tiesimo ir lenkimo jėgą prie skirtingų greičių po maksimalaus greitumo lavinimo ciklo. Hipotezės: 1. Po pratybų RR ir XX grupės padidins greitumo rezultatus. 2. Greičio pratybos teigiamai paveiks šuolių į aukštį iš vietos ir kitus didesnės jėgos reikalaujančių fizinių gebėjimų rezultatus. 3. XX genotipo grupė parodys mažesnius jėgos ir greitumo rezultatus ir jų prieaugius už RR grupę. Išvados. Maksimalaus greitumo pratybos pagerino abiejų ACTN3 genotipo grupių (XX ir RR) bėgimo įsigreitėjus rezultatus ir nepakeitė ACTN3 genotipo grupių (XX ir RR) šuolio į aukštį rezultatų. Po maksimalaus greitumo pratybų RR ir XX grupės pablogino kojos tiesimo ir lenkimo prie 30 /s greičio pratimų rezultatus. Be to vyravo tendencija, kad RR grupės tiriamieji prieš greitumo lavinimo pratybas parodė geresnius rezultatus už XX grupę bėgime įsigreitėjus, šuolyje į aukštį iš vietos, kojos lenkime ir tiesime prie visų greičių (30 /s, 60 /s, 120 /s, 210 /s). Statistiškai reikšmingas skirtumas randamas tik kojos lenkime prie 120 /s ir 210 /s greičių. Po maksimalaus greitumo pratybų lyginant RR ir XX grupes kojos lenkime ir tiesime prie visų greičių (30 /s, 60 /s, 120 /s, 210 /s) neradome jokių skirtumų. 4

5 SUMMARY α-actinin-3 deficiency and maximum running speed workouts influence to running speed, power and strength variation Keywords: increasing running speed, α-actinin-3 deficiency influence to running speed, running speed increment influence to physical properties. Running speed is one of the most important physical properties. It has various forms. Speed training does not decrease muscle contraction and relaxation speed. It is well known, that strength training decrease running speed results. That s why we think that maybe the most important problem in sport science is how to increase strength without maximum muscle contraction and relaxation speed decrease. Also it is important to know how people with different genotypes can increase running speed. There are only few articles about ACTN3 R577X polymorphism. A common nonsense mutation (R577X) in the ACTN3, resulting in a premature stop codon and lack of detectable protein in homozygous individuals for the ACTN3 null allele (XX genotype), has been demonstrated in the general human population with 16 % prevalence in Caucasians. Sprint athletes have lower 577XX genotype frequency endurance athletes. That s why we analyze running speed workouts influence to more strength required physical properties between RR and XX groups. The aim of the study - to investigate running speed increment influence to more strength required physical properties and compare results between RR (with α-actinin-3) and XX (without α- actinin-3) groups. The object of the study - running speed change and this change influence to more strength required physical properties between RR (with α-actinin-3) and XX (without α-actinin-3) groups. Study tasks: 1. To investigate how after maximum speed workouts vary running speed physical property in both groups. 2. To investigate how after maximum speed workouts vary standing jump physical property in both groups. 3. To investigate how after maximum speed workouts vary more strength required physical properties in both groups. 4. To compare RR and XX groups results on knee extension and knee flexion after maximum speed workouts. 5

6 5. To compare RR and XX groups results on knee extension and knee flexion before maximum speed workouts. Hypothesizes: 1. Maximum running speed workouts will increase running speed. 2. Maximum speed workouts will increase more strength required physical properties. 3. XX group perform lower strength and running speed results. Conclusions. Maximum speed workouts increased both ACTN3 genotype groups (RR and XX) maximum running speed and didn t change standing jump results in both groups. After maximum speed workouts RR and XX groups decreased results on knee extension and flexion in 30 /s speed. Before maximum speed workouts we found difference between RR and XX groups in 120 /s and 210 /s speed on knee flexion. After maximum speed workouts we didn t find difference between RR and XX groups in all speeds (30 /s, 60 /s, 120 /s, 210 /s) on knee extension and flexion. 6

7 ĮVADAS Žmogaus organizme užkoduoti tiek ištvermės, tiek ir greitumo gebėjimai, tik juos reikia laiku įžvelgti ir ugdyti atsižvelgiant į biologinius dėsnius (Stanislovaitis ir kt., 2006). Dideliame greityje jėgą išvystančios II tipo raumeninės skaidulos ir kiekvieno individo gebėjimas adaptuotis prie tokių pratimų yra stipriai apspręsta genetiškai (Simoneau & Bouchard, 1998; Rankinen et al., 2006). Gali būti, kad individualiai paveldėti genai nusprendžia, sprinteris ar stajeris bus žmogus. Vienas iš tokių genų yra ACTN3, jis atsakingas už α-aktininas-3 baltymo gamybą. Pas homozigotinius individus, kurių abu aleliai yra X, α-aktininas-3 baltymas nesigamina. Šio baltymo nėra pas 18 % baltaodžių (North et al., 1999). Įdomiausia tai, kad mutavusio X alelio ir ypač pilno α-aktinino-3 (alelis XX) deficitas yra ženkliai mažesnis pas sprinto ir galingumo atletus (Niemi & Majamaa, 2005; Papadimitriou et al., 2008; Yang et al., 2003). Yra atlikta daug tyrimų, kurių metu testuojami bėgimai iš aukšto starto (Moran et al., 2007), jėga (Vincent et al., 2007). Tačiau neradome tyrimų, kur būtų testuojamas greitumas ir ACTN3 greitumo genas lyginant RR ir XX grupes. Taip pat nerasta tyrimų, kurie atskleistų, kuri genotipo grupė geba geriau didinti greitumą. Šių dienų elitinių sprinterių maksimalus bėgimo greitis yra virš 12 m/s. Įdomiausia tai, labai mažai rasta aukšto lygio sprinterių, su α-aktinino-3 deficitu (Clarksnon et al., 2005). Bėgimo greitis daugiausiai priklauso nuo žingsnių dažnumo, o ne nuo žingsnio ilgio (Озолин, 2002). Žingsnio dažnumas yra svarbiausias greito bėgimo komponentas, kuris šiek tiek tobulėja treniruojantis (Stanislovaitis ir kt., 2006). Jėgos lavinimo pratybos sumažina maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greitį (Skurvydas, 1997). Todėl mes iškeliame klausimą, kaip padidinti jėgą nesumažinant maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greičio. Tyrimo metu iškeliamas klausimas: ar įmanoma, taikant maksimalaus greitumo pratybas, padidinti jėgą ir greitumą vienu metu? Taip pat svarbu sužinoti, kaip skiriasi rezultatai tarp skirtingų RR (gamina α -aktininą-3) ir XX (negamina α-aktinino-3) genotipų. Šiame tyrime bus taikomos maksimalaus greitumo lavinimo pratybos - pratimų kompleksas, kurio metu judesiai atliekami esant labai mažam išoriniam pasipriešinimui. Tokie pratimai lavina maksimalųjį raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greitį žingsnių dažnį (Stanislovaitis ir kt., 2006). Darbas yra aktualus tuo, jog tyrimo metu bandoma padidinti maksimalųjį greitumą ir jėgą prie įvairių greičių, nesumažinant maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greičio. Visi gauti 7

8 duomenys lyginami tarp tiriamųjų, kurie gamina α-aktininą-3 (grupė RR) ir kurie jo negamina (grupė XX). Hipotezės: 1. Po pratybų RR ir XX grupės padidins greitumo rezultatus. 2. Greičio pratybos teigiamai paveiks šuolių į aukštį iš vietos ir kitus didesnės jėgos reikalaujančių fizinių gebėjimų rezultatus. 3. XX genotipo grupė parodys mažesnius jėgos ir greitumo rezultatus ir jų prieaugius už RR grupę. Tyrimo tikslas - ištirti maksimalaus greitumo padidėjimo įtaką didesnio jėgos indėlio reikalaujantiems judamiesiems gebėjimams priklausomai nuo RR (gaminasi α-aktininas-3) ir XX (nesigamina α-aktininas-3) genotipo. Tyrimo uždaviniai: 1. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių greitumo judamasis gebėjimas. 2. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių šuolių į aukštį iš vietos rezultatai. 3. Nustatyti ir įvertinti, kaip po 10 maksimalaus greitumo lavinimo pratybų kito RR ir XX grupių didesnio jėgos indėlio reikalaujančių pratimų (kojos tiesimas ir lenkimas prie 30 /s, 60 /s, 120 /s, 210 /s greičių) duomenys. 4. Palyginti RR ir XX grupių tiriamųjų, kurie dalyvavo tyrime prieš pratybas, kojos tiesimo ir lenkimo jėgą prie skirtingų greičių prieš maksimalaus greitumo lavinimo ciklą. 5. Palyginti RR ir XX grupių tiriamųjų, kurie dalyvavo tyrime, kojos tiesimo ir lenkimo jėgą prie skirtingų greičių po maksimalaus greitumo lavinimo ciklo. 8

9 1. LITERATŪROS APŽVALGA 1.1 Bendrieji sporto pratybos ypatumai Sporto pratybos - tai valdomas pedagoginis vyksmas, ilgalaikis ir sistemingas, specializuotas ir kryptingas sportininko asmenybės ir jo fizinių, techninių, taktinių, intelektinių savybių ir gebėjimų tobulinimas fiziniais pratimais. Pratybos tikslas - siekti kuo geresnių pasirinktos sporto šakos arba rungties rezultatų, tausojant sportininko sveikatą ir laiduojant harmoningą asmenybės ugdymąsi (Платонов, 1997; Stonkus, 2002). Sporto pratybos apima šias pagrindines, glaudžiai susijusias sportininko rengimo rūšis: fizinį, techninį, taktinį, teorinį, psichologinį, varžybinį. Sportininko treniruotumas tai organizmo biologinio pobūžio adaptaciniai pokyčiai, pasiekiami fiziniais pratimais, gerinančiais organų ir sistemų funkcines galias ir fizines ypatybes (Wilmore & Costill, 1994; Платонов, 1997). Treniruotumas - tai sistemingo ir racionalaus sportinio rengimo rezultatas - kompleksine sveikatos, organizmo morfologinės ir funkcinės būsenos bei fizinio, techninio, taktinio parengtumo išraiška, leidžianti siekti sportinių rezultatų. Jis priklauso nuo fizinių kruvių, poilsio, mitybos ir gebėjimo išvengti traumų. Skiriamas bendrasis ir specialusis treniruotumas. Tieniruotumas lemia įvairių organizmo funkcinių sistemų pajėgumą (Karoblis, 1999). Bendrasis treniruotumas - tai sportininko organizmo pokyčiai, pasiekiami fiziniais pratimais, stiprinančiais sveikatą, gerinančiais organų ir sistemų funkcines galias bei fizines ypatybes. Specialusis treniruotumas - tai sportininko organizmo pokyčiai, atsirandantys tobulinant specifinį raumenų ir funkcinių sistemų veiklą, kuri atitinka sporto šakos ar rungties varžybinės veiklos pobūdį. Sporto pratybos - tai savarankiška sportininko arba bendra sportininkų ir trenerio veikla, mokėjimų ir įgudžių sudarymo, sportinio rengimo ir harmoningo asmenybės ugdymo būdas tikslingai ir nuosekliai atliekant arba kartojant judesius, veiksmus, pratimus ir lavinantis kitomis specialiomis priemonėmis. Sportinį rengimą sudaro sporto pratybos (ilgalaikis pedagoginis vyksmas), sporto varžybos ir darbingumo atgavimas bei saviranga. Sportinis rengimas daugialypis pedagoginis vyksmas, apimantis sportininko mokymą ir auklėjimą, jo ypatybių ir gebėjimų tobulinimą, harmoningą asmenybės ugdymą, sveikatos stiprinimą, gerų rezultatų siekimą. Skiriamos trys sportinio rengimo rūšys: 9

10 bendrasis rengimas (tikslas - ugdyti asmenybę, gerinti organizmo funkcinių sistemų veiklą, įgyvendinti kryptingojo ir specialiojo rengimo veiksmus), jo veiksmingumas vertinamas testuojant; kryptingasis rengimas (tikslas - tobulinti sportininkų funkcijas, ugdyti fizines ypatybes ir kompleksinius gebėjimus), jo metu atliekami fiziniai pratimai, erdvės, laiko ir dinamikos požiūriu, bei atlikimo pobūdžiu, artimi varžybinei veiklai; specialusis rengimas (tikslas - gerinti funkcines galias, ugdyti fizines ypatybes, tiesiogiai susijusias su sportininko veikla rungtyniaujant), jo metu naudojamų priemonių pobūdis, kokybė ir dinamika priklauso nuo sporto šakos organizavimo specifikos, pasirinktos taktikos (Karoblis, 2005). 1.2 Treniruotumo samprata Sportininko treniruotumas - tai sistemingo ir racionalaus sportinio rengimo rezultatas, organizmo biologinio pobūdžio adaptaciniai pokyčiai dėl pratybų ir varžybų poveikio. Organizmo pokyčiai pasiekiami fiziniais pratimais, gerinančiais funkcines organų ir sistemų galias, fizines ypatybes (Wilmore & Costill, 1994, Платонов, 1997). Tieniruotumo ugdymas yra sudėtingas reiškinys, suprantamas kaip kryptinga trenerio ir sportininko veikla, bendradarbiavimas, fizinio pajėgumo gerinimas, fizinių gebėjimų ugdymas, sveikatos stiprinimas. Tai moksliškai pagrįstas pedagoginis vyksmas, kuriame treneris veikia sportininkų sporto vertybių pagrindu, tai tikslingas ir planingas veikimas, trenerio ir sportininko bendradarbiavimas, atitinkantis jų poreikius, interesus ir idealus. Treniruotumo ugdymas yra visapusiško ugdymo sudedamoji dalis, kai ne tik plėtojami fiziniai gebėjimai, bet ir dvasinės sportininko galios. Sportininko didesnio darbingumo būsena vadinama treniruotumo būsena (Harre, 1994). Treniruotumo būseną lemia fiziniai ir intelektiniai gebėjimai, techniniai ir taktiniai įgūdžiai, psichinės salybės. Visi šie komponentai turi pasižymėti darna sportininkui dalyvaujant varžybose, didelę reikšmę turi valia. Valia - tai sąmoningas savo veiklos ir elgesio reguliavimas, padedantis sportininkui įveikti kliūtis siekiant tikslo. Veikimo tikslų, būdų, veiklos motyvų įsisąmoninimas padeda sportininkui pačiam valios pastangomis reguliuoti savo veiklą. 10

11 Kad treneris galetų matuoti pratybos vyksmą, ugdyti sportininko fizinį pajėgumą, jam būtina informacija apie sportininko treniruotumo būseną. Ta informacija gaunama specialiais testais, kontroliniais pratimais, funkciniais ir biocheminiais tyrimais. Gauti duomenys svarbūs rengiant metodines rekomendacijas, jie yra pratybos vyksmo rodiklis, išreikštas galutiniais dydžiais, rodančiais fizinį, techninį, psichologinį ir kitokį sportininko parengtumo lygį. Lyginamieji dydžiai yra testų duomenys, kontrolinių pratimų rodikliai ir varžybų rezultatai Kaskart būtina analizuoti planuojamų ir galutinių rodiklių skirtumą. Realus pratybų krūvių dydžių ir modelinių charakteristikų nesutapimas yra pagrindas koreguoti pratybas krūvį įvairiais rengimosi etapais. Treneris nuolatos turi lyginti spotininko varžybų ir kontrolinių pratimų rezultatus, testų duomenis ir atliktą krūvį. Tiktai šitaip galima parinkti veiksmingiausias pratybos priemones kiekvienam sportininkui ir nustatyti šių priemonių poveikio dydį. Trenerio darbe turi isitvirtinti atlikto darbo vertinimo analizė ir sintezė, naujovių ieškojimas, nes tai yra jo stiprybė (Karoblis, 1996). Gauti testų ir kontrolinių pratimų, krūvių dydžių ir varzybų duomenys leidžia palyginti įvairaus meistriškumo sportininkų sportinio rengimo vyksmą, pasinaudoti stipriausiųjų patirtimi. Tik skrupulingai įvertinus laimėjimus ir klaidas, gautus testų ir varžybų rezultatus, nustačius jų tarpusavio ryšį, galima sudaryti tinkamą naujo mikrociklo, etapo planą. Nuodugni analizė padeda išsiaiškinti pranašumus ir trūkumus, individualizuoti rengimo priemones ir metodus (Karoblis, 2002). 1.3 Greitumas ir jo lavinimo ypatumai Greitumas apibūdinamas kaip: 1) koordinacinių gebėjimų požymis judesių, veiksmų ir jų derinių atlikimas laiku (kokybinė savybė) ir greitis (kiekybinė savybė); 2) žmogaus ypatybė atlikti judesius, veiksmus tam tikromis sąlygomis per trumpiausią laiką (Karoblis, 2003). Sporte greitumas yra labai svarbus. Jis pasireškia įvairiomis formomis: maksimalus greitumas, jėgos greitumas, ištvermės greitumas, greitumo jėga ir pan. (Komi, 1992). Norint ištreniruoti kokią nors greitumo formą, visų pirma reikia treniruoti ir pakelti maksimalų greitumą. Maksimalus greitumas tai žmogaus gebėjimas sutraukti ir atpalaiduoti raumenis maksimaliu greičiu. Šių dienų sprinterių maksimalus bėgimo greitis yra apie 12m/s. Bėgimo greitis daugiausiai priklauso nuo žingsnių dažnumo, o ne nuo žingsnio ilgio (Озолин, 2002). Svarbu žinoti, kad susitraukimo maksimali jėga priklauso nuo miozino tiltelių sukibimo su aktinu jėgos ir kiekio, o raumens susitraukimo maksimalus greitis - nuo aktino ir miozino filamentų sukibimo greičio (Hakkinen, 1994). Susitraukimo ir atsipalaidavimo greitis 11

12 daugiausiai priklauso nuo: raumens kompozicijos, centrinės nervų sistemos darbo, ATP energijos ir kreatinfosfato kiekio, pratybų proceso ir treniruotumo. Raumens kompozicija yra įgimta pas kiekvieną žmogų. Žmogaus raumenį sudaro skirtingo tipo raumeninės skaidulos - I, IIA, IIX (Karp, 2005). Kaip matote 1-oje lentelėje, kad I, IIA, IIX tipo skaidulos pasižymi skirtingomis savybėmis, visi skaidulų tipai turi labai daug skirtumų, į kuriuos būtina atsižvelgti, norint treniruoti asmenį. Susitraukimo laikas Motoneurono dydis Atsparumas nuovargiui Darbo rėžimas Jėgos pasireiškimas Mitochondrijų tankis Kapiliarinio tinklo tankis Oksidacinis galingumas Glikolitinis galingumas Pagrindinis energijos šaltinis 1 lentelė. Raumeninių skaidulų savybės (Stasiulis ir kt., 2005) Skaidulų tipai I II A II X Lėtas Greitas Mažas Didelis Didelis Vidutinis Aerobinis Ilgas anaerobinis Mažas Didelis Didelis Didelis Didelis Vidutinis Didelis Vidutinis Mažas Didelis Trigliceridai KP, glikogenas Labai greitas Labai didelis Mažas Trumpas anaerobinis Labai didelis Mažas Mažas Mažas Didelis KP, glikogenas Atlikto darbo galia ir veiksmingumas priklauso nuo organizme esančių energinių substratų kiekio ir įsisavinimo gebėjimų. Raumenims intensyviai dirbant į darbą įtraukiamos baltosios, greitai susitraukiančios raumeninės skaidulos. Jose gausu anaerobinės glikolizės fermentų. Kai deguonis į raumenis tiekiamas sunkiau, audiniuose sustiprėja anaerobiniai ATP resintezės procesai. Tačiau esant intensyviai raumenų veiklai, energijos aprūpinimo procesai vyksta ne laipsniškai įsitraukdami, kai vienas pasibaigia, prasideda kitas, o kaip visuma funkcionuojančių sistemų (Велоцерковский, 2005). Aerobinių ir anaerobinių energinių sistemų įtraukimo į ATP resintezės procesas priklauso nuo raumenų susitraukimo jėgos ir trukmės, t. y. nuo darbo galingumo ir trukmės, ypač nuo raumenų aprūpinimo deguonimi (Wilmore & Costill, 1994). Atliekant nedidelio intensyvumo krūvius, darbe dalyvauja daugiausia lėtosios raumeninės skaidulos, todėl neugdant greitųjų raumeninių skaidulų labai mažėja greitumo jėgos galimybes (Costill et al., 1987). Taigi aerobinis energijos šaltinis sprinteriui yra svarbus, tačiau jis nėra pagrindinis energijos šaltinis atliekant didžiausio galingumo darbą (Duffield 2004). Įdomu tai, kad daugiausia mitochondrijų yra prie kapiliarų esančiose raumeninėse ląstelėse, nes deguonis yra tiekiamas mitochondrijų aerobiniam metabolizmui (Wilmore & Costill, 1994). Bėgant trumpuosius nuotolius, pagrindiniai energijos procesai vyksta be deguonies. Tokie procesai vadinami 12

13 anaerobiniais. Jų galingumas 24,5 karto didesnis negu aerobinių. Pagrindinis ATP resintezės procesas vyksta aerobinėmis sąlygomis, naudojant įkvepiamą orą. Kai judesiai nedidelio intensyvumo (pulsas neviršija tv/min, raumenys aprūpinami deguonimi. Didžiausiasis deguonies suvartojimo rodiklis nėra pats svarbiausias bėgikams. Tačiau, kita vertus, didžiausias deguonies suvartojimo kiekis yra gana svarbus rodiklis atliekant didelius pratybų krūvius. Kuo didesnės sportininko, aerobines galimybės, tuo atsigavimo procesai vyksta greičiau, dėl to sportininkas gali dažniau intensyviai treniruotis (Wilmore & Costill, 2004). Visos energinės sistemos ATP sintezės metu naudoja skirtingus energinius substratus ir skiriasi viena nuo kitos talpumu, galingumu ir veiksmingumu (Christopher, 2000). 2 lentelė. Vyrų ir moterų aerobinio ir anaerobinio energijos aprūpinimo santykis (Stanislovaitis ir kt., 2006) Nuotolis Vyrai Moterys Aerobinis ( %) Anaerobinis( %) Aerobinis ( %) Anaerobinis( %) 3000 m m m m m m Vyrų ir moterų aerobinio ir anaerobinio energijos aprūpinimo santykis priklauso nuo nuotolio ilgio (2 lentelė). Sprinterio pratybos energinių substratų atžvilgiu turi būti vykdoma tokiomis kryptimis: Padidinti kiekį energinių substratų, kurie iš esmės didina anaerobinį alaktatinį raumenų darbingumą, kuris turi įtakos didinant įsigreitėjimo galingumą ir bėgimo greitį nuotolyje. Pagrindinis metodas anaerobiniams ištekliams didinti yra kartotinis m bėgimas maksimaliuoju greičiu, poilsio trukme 3 5 minutės, kartojimų skaičius 5 6 kartai. Padidinti glikolitinius energinius resursus ir buferinių sistemų, kurios neutralizuoja glikolizės išskyrimo produktus, talpą. Žmogaus kraujyje šitą funkciją atlieka įvairios glikolizės medžiagos (hemoglobinas, bikarbonatai, fosfatai ir kt.). Šiuo atveju 13

14 treniruojamasi bėgant 150 m ir ilgesnius atstumus ir darant palyginti trumpas poilsio pauzes (Stanislovaitis ir kt., 2006). Centrinėje nervų sistemoje slypi milžiniški rezervai, leidžiantys pagerinti raumens susitraukimo greitį. Dėl centrinių nervų mechanizmų pagerėja aktyvinamų motoneuronų kiekis, jų impulsavimo dažnis, bei sinchronizavimo laipsnis (Hakkinen, 1994). Jeigu sportininkas atlikdamas judesį gebėtų mobilizuoti visus motorinius vienetus, jo greitis ir jėga padidėtų 2 3 kartus. (Skurvydas, 1997). Žinant tai, galima sakyti, kad sportininkas vienu metu gali prie didelio greičio išvystyti didelę jėgą. Taip pat norint kuo greičiau atlikti judesį, negalima per daug įsitempti. Nustatyta, kad nuo maksimalaus intensyvumo darbo per 2 3 sekundes nuvargsta nervinės ląstelės, kurios nebegali aktyvuoti nervinių skaidulų (Skurvydas, 1997). Nuo centrinės nervų sistemos priklauso judesių atlikimo greitis ir tikslumas. Jeigu pataisome netaisyklingai bėgusio žmogaus techniką, nėra ko tikėtis gerų rezultatų, nes iš pradžių judesys nebus maksimaliai greitas. Taip yra, todėl, kad sportininkas sąmoningai pakeitęs judesį, privers centrinę nervų sistemą įjungti antagonistą raumenį, kuris reguliuos judesio tikslumą, tačiau sumažins raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greičius (Skurvydas, 1997). Bet kuo labiau sportininkas išmoks atlikti judesį teisingai, tuo labiau mažės antagonistinio raumens įsijungimas į darbą, tuo pačiu padidindamas judesio atlikimo greitį. Išvadoje galima pasakyti, kad siekiant testuoti ar treniruoti judesio atlikimo maksimalųjį greitį, reikia duoti tokį pratimą, kurį gerai moka. Net bėgant sprintą varžybose (ši rungtis reikalauja nesudėtingos bėgimo technikos), būtina atlikti kelis pagreitėjimus prieš patį pagrindinį startą, taip primenant centrinei nervų sistemai, koks bus darbas ir taip sumažinant raumens antagonistų įsijungimą. Moksliškai įrodyta, kai žmogus atlieka judesį sąmoningai, judesys negali būti atliekamas greičiau negu per 300 ms. (Skurvydas, 1997). O norint pasiekti maksimalųjį greitį reikia 50, 60, 80 ms. Atliekant tokiu greičiu judesius, žmogus sąmoningai to nekontroliuoja, todėl prieš treniruojant raumens maksimalųjį susitraukimą, būtinas didelis motorinės programos tikslumas, kad judesys būtų atliekamas labai techniškai ir maksimaliu greičiu. 1.4 Jėga ir jos lavinimo ypatumai Jėga yra sportininko fizinė ypatybė, kuri padeda įveikti išorės pasipriešinimą, keliant svorį arba atliekant judesį (Karoblis, 2003). Nesitreniravęs žmogus, atlikdamas maksimaliomis pastangomis judesius, mobilizuoja tik apie %, o treniruotas apie % visų motorinių vienetų. 14

15 Sportininkas maksimalią (didžiausią, kurią jis gali pasiekti) jėgą gali išvystyti stiprios nervų sistemos ir galingų raumenų jėga (Hakkinen, 1994). Ne kartą mokslininkai įrodė, kad vienas sportininkas sugeba įveikti labai didelius pasipriešinimus dėl gerai ištreniruotų raumenų, o kiti dėl nervinių mechanizmų pajėgumo (Hakkinen, 1994). Galima sakyti, kad vieni sportininkai ištreniravo maksimaliąją jėgą per hipertrofinius, o antrieji per nervinius mechanizmus Hipertrofinė jėga Lavinant hipertrofinę maksimaliąją raumenų jėgą, neakcentuojamas staigus raumenų pastangų įgijimas. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl ši metodika neleidžia pagerinti raumenų įgyjamų pastangų greičio, kurį sportininkai ir treneriai yra įpratę vadinti sprogstamąja jėga.(skurvydas ir kt., 2000) Manoma (Komi, 1992), kad hipertrofinę jėgą didina šie pagrindiniai faktoriai: 1. Padidėja miofibrilų, t.y. baltymų, nuo kurių priklauso raumens susitraukimas, kiekis bei tankis. Tada sakoma, kad raumuo hipertrofavosi (pastambėjo). Pastebėta, kad tada labiau padidėja IIB tipo raumeninės skaidulos. Įvyksta specifinė raumens adaptacija (Hakkinen, 1994). Dabartiniu metu manoma, kad intensyvūs fiziniai pratimai gali skatinti raumeninių skaidulų hipertrofiją, bei hiperplaziją, t.y. raumeninių skaidulų padidėjimą. Tačiau labiausiai skatina hiperplaziją jėgos ištvermės krūviai (Widrick et al., 2002). 2. Padidėja jungiamojo audinio kiekis, kuris suriša visas raumenines skaidulas. Pastambėja sausgyslės. Tada efektyviau perduodama kaulams raumeninių skaidulų išvystoma jėga (Skurvydas, 1997). 3. Nustatyti šie pagrindiniai hipertrofinės jėgos didinimo trūkumai: 4. Sumažėja raumens susitraukimo maksimalus greitis, nors padidėja jėga bei galingumas. Pavyzdžiui, sportininko išlavinusio hipertrofinę jėgą bėgimas į kalną gali ir pagerėti, tačiau nuokalne jis sumažės (Skurvydas, 1997). 5. Sumažėja raumens atsipalaidavimo greitis svarbus lengvojoje atletikoje, sprinte, sportiniuose žaidimuose ir pan. 15

16 1.4.2 Nervinė jėga Galima išskirti šiuos pagrindinius nervinės jėgos didėjimo veiksnius: 1. Atliekamo judesio įsivaizdavimas. Nustatyta, kad žmogus net nekilnodamas svorių gali šiek tiek padidinti savo jėgą atlikdamas ideomotorinę treniruotę (Skurvydas, 1997). 2. Sportininko motyvacija. Stipri motyvacija padidina centrinės nervų sistemos impulsaciją. (Hakkinen, 1994). 3. Simetriškų judesių koordinavimas. Paprastai atskirai kairės ir dešinės pusės raumenų išvystomų jėgų suma yra mažesnė, nei abi rankos kartu tai galėtų pasiekti. Susidaro bilateralinis deficitas. 4. Pozos koordinavimas. 5. Rankų koordinavimas 6. Motorinių vienetų impulsavimas. Kaip buvo minėta, žmogus turi 3 tipų raumenines skaidulas. Keliant maksimalaus pasipriešinimo svorius, arba svorius maksimaliu greičiu žmogus sugeba įjungti tik apie procentų visų raumeninių skaidulų (Hakkinen, 1994). Kai treniruojam nervinę jėgą motorinių vienetų įsijungimo procentalus skaičius padidėja. Taip pat padidėja vieno motorinio vieneto susitraukimo greitis ir jėga (Hakkinen, 1994). Todėl milžiniškas raumenų jėgos ir greičio didėjimo rezervas nervų sistemos treniravimas. 7. Nervinės jėgos didinimo trūkumai: 8. Sumažėja raumenų ištvermė. 9. Nervų sistema labai pavargsta. Nustatyta, kad po 4 7 nervinės jėgos lavinimo savaičių reiktų keisti pratybų kryptį (Komi, 1992). Ugdant nervinę jėgą, reiktų atsižvelgti į tai, kad būtina įveikti ne tik didelį pasipriešinimą, bet ir stengtis tai atlikti kuo greičiau. Todėl sportininkas privalo save mobilizuoti, jei nori padidinti savo nervinę jėgą (Skurvydas, 1997). Po pratybų labai svarbus yra poilsis ir miegas. Tai pagrindiniai dalykai, kurie atstato centrinę nervų sistemą. 1.5 Greitumo ir jėgos ryšys Lengvojoje atletikoje sportiniuose žaidimuose, ypač sprinte, reikalinga jėga maksimaliame greityje. Kuo didesnį išorinį pasipriešinimą privalo nugalėti sportininkas, tuo didesnė bus pasiekiama jėga ir tuo ilgiau truks judesys (Skurvydas, 1997), todėl pratimai su jėgos indėliu treniruoti greitumą 16

17 netinka. Raumens susitraukimo maksimalusis greitis, nugalint labai mažą išorinį pasipriešinimą (pvz., bėgant nuokalne), mažai priklauso nuo motorinių vienetų impulsacijos, o yra sąlygojamas jų mobilizacijos kiekio ir sinchronizacijos. Tuo galima paaiškinti, kodėl raumenų susitraukimo greitis, išugdytas esant dideliems išoriniams pasipriešinimams, gali nepadidėti, kai pasipriešinimo dydžiai labai maži (Stanislovaitis ir k t., 2006). Pabrėžtina, kad aktino ir miozino tiltelių sukibimo greitis daugiausia priklauso nuo miozino ATP-azės aktyvumo (Skurvydas, 1997). Žinant tai, reiktų ieškoti išorinių veiksnių, kurie aktyvintų fermentą ATP-azę. Geriausių pasaulio sprinterių atsispyrimo trukmė yra 80 ms. Ir per tokį laiką jie išvysto labai didelę santykinę jėgą, nes sugeba lengvai įveikti 2,5 metro atstumą (Stanislovaitis ir kt., 2006). Šiai sporto šakai,,hipertrofinė jėga labai kenkia, nes ji sulėtina raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo greitį (Hakkinen, 1994). Atsispyrimo trukmė po hipertrofinės jėgos lavinimo labai sumažėja. Todėl tai kenkia greitumui. Tačiau greitumui nekenkia nervinė jėga. Atvirkščiai, ji iš dalies net pagreitina žmogų. (Skurvydas, 1997; Hakkinen, 1994). Tačiau ugdant nervinę jėgą, reikia atlikti pratimus su maksimaliais svoriais. O atliekant pratimus su maksimaliais svoriais šiek tiek lėtėja greitosios raumeninės skaidulos maksimalus susitraukimo ir atsipalaidavimo greitis, nors nervų sistemos impulsacijos slopinimo ir aktyvinimo greitis padidėja. Kitaip sakant nervų sistema galės išvystyti didelę jėgą, tačiau tam priešinsis raumuo, kuris buvo veikiamas lėtais jėgos pratimais (Hakkinen, 1994). Todėl galbūt vienintelė išeitis yra atlikti pratimus prie maksimalaus greičio, su mažais svoriais ar net su palengvinimais. Tačiau atliktų tyrimų šioje srityje neaptikta. 1.6 Maksimalaus raumens susitraukimo ir atsipalaidavimo tobulinimo ypatumai Kiekvieno fizinio krūvio metu kartu reiškiasi du priešingi fenomenai: nuovargis ir potenciacija (Skurvydas, 2008). Potenciacija didina darbingumą, o nuovargis mažina. Todėl, išnykus po fizinio krūvio potenciacijos fenomenui, dažnai pasireiškia tikrasis nuovargis. Tai dažniausiai išryškėja praėjus min. nuo krūvio pabaigos (Skurvydas, 2008). Kokia yra nuovargio esmė? Raumenų ar centrinės nervų sistemos nuovargis pirmiausia apsaugo motorinę sistemą nuo per didelio pertempimo? Be to, motorinės sistemos nuovargis tai pagrindinis stimulas, įgalinantis ją ir visą organizmą adaptuotis prie krūvių. Kitaip sakant, nuovargis tai žmogaus organizmo treniravimo stimulas (1 pav.). 17

18 Šiandien mokslininkai kelia klausimą: kaip vystosi nuovargio vyksmas tolygiai ar katastrofiškai? Manoma, kad organizmo nuovargio radimosi mechanizmai yra dinamiški: tas pats nuovargis kiekvieną kartą gali pasireikšti dėl kitokių mechanizmų (Skurvydas, 2008). Superkompensacijos fenomenu (1 pav.) reikia remtis ugdant bet kuriuos judamuosius gebėjimus. Treniruojant maksimalųjį greitumą, būtina atsižvelgti į nuovargį, potenciaciją ir atsistatymą. Tik gebant reguliuoti šiuos fenomenus galime pasiekti gerų sportinių rezultatų. 1 pav. Superkompensacijos fenomenas (Skurvydas, 2008) Pagal A. Stanislovaitį (2006) maksimalus raumens susitraukimas ir atsipalaidavimas treniruojamas šitaip: atliekant judesius esant mažiausiam pasipriešinimui; atliekant judesį esant maksimaliam intensyvumui; darbo trukmė turi būti neilgesnė kaip 10 s; atsigavimo trukmė po pratimų s (Stanislovaitis ir kt., 2006). 1.7 Raumenų darbas įsigreitėjant Įsigreitėjant svarbiausia yra jėga, kuria atsispiriama, tačiau greito ir veiksmingo blauzdos mosto reikšmė taip pat didelė. Pirmojo bėgimo žingsnio, bėgant iš žemo starto, atremties laikas 1,5 1,8 karto 18

19 didesnis negu bėgant didžiausiuoju greičiu. Jei mosto judesiai bus atlikti mažiau sulenkta koja, bus didesnis viso kūno isigreitėjimas. Todel turi būti kreipiamas dėmesys ne tik į galingą atsispyrimą, bet ir į mojamųių judesių veiksmingumą jie turi būti atliekami labai greitai, kad mojamosios kojos pėda nekiltų aukštai nuo tako paviršiaus. F. Henri ir D. Tiaftonas padarė išvadą, kad galėjimas greitai įsigreitėti nuotolio pradžioje ir didžiausias bėgimo greitis mažai priklauso vienas nuo kito, nes sąlygojantys veiksniai yra skirtingi. Gebėjimas greitai pasiekti greitį daugiausia priklauso nuo tiesiamųjų šlaunies raumenų greitumo jėgos ypatybės, o didžiausiam bėgimo greičiui daug įtakos turi blauzdos raumenų greitumo ypatybė (Stanislovaitis ir kt., 2006). 1.8 Raumenų darbas bėgant nuotolį Atliekant judesį raumuo įtempiamas, tačiau raumens ilgis ne visada sumažėja. Jei įtempus raumenis kampas sąnaryje sumažėja ir raumenys sutrumpeja, tai bus koncentrinis įtempimas. Atliekant įvairius judesius raumenims kartais tenka amortizuoti arba stabdyti galūnę, judančią dideliu greičiu, tada įtemptas raumuo veikiamas išorės jėgų, susitraukia. Toks raumens įtempimas vadinamas ekscentriniu (Stanislovaitis ir kt., 2006). Greitiems judesiams atlikti dažnai reikia tokio raumenų darbo, kur sąnarys fiksuotas. Raumenys antagonistai, supantys sąnarį iš priešingų pusių, vienu laiku įtempiami ir išlygina jėgą, blokuoja sąnarį ir sudaro nejudamą sistemą. Toks raumenų įtempimas vadinamas izometriniu (Stanislovaitis ir kt., 2006). Didžiausias visų raumenų grupių aktyvumas būna rengiantis pastatyti pėdą ant grunto pirmoje atremties fazėje. Galingas raumenų įtempimas, atliekant šlaunies tiesimą ir blauzdos lenkimą, leidžia pasiekti būtiną pėdos greitį statant ją į atremtį. Atitinkamas raumenų antagonistų įtempimas,,sutvirtina" visus atremtyje esančios kojos sąnarius ir užtikrina tvirtą kojos pastatymą išlaikant aukštą bendrojo kūno masės centro trajektoriją. Amortizacijos fazėje pagrindinis krūvis tenka blauzdos raumenims - dvilypiui ir plekšniniui. Čiurnos sąnario kampas kinta apie Veikiant kūno masei įtempti blauzdos raumenys ištempiami sugeria energiją, kad antroje fazėje ją panaudotų atsispiriant. Atremties fazeje sprinterių čiurnos sąnarys atlieka 6 kartus didesnį darbą negu kelio sąnario raumenys. Pastovus darbas ekstremaliomis sąlygomis labai padidina blauzdos raumenų jegą. Todėl pajėgiausių pasaulio sprinterių dvilypio raumens tonusas (rodiklis tiesiogiai priklauso nuo parodytos jėgos) yra daug didesnis už kitų sporto šakų atstovų (Aruin & Zatsiorsky, 1984). 19

20 Raumenų grupių darbo eiliškumas, atliekant bėgimo žingsnį atremties fazėje, leidžia pasirinkti tinkamesnius specialiuosius greitumo jėgos pratimus. Iš sporto pratybos teorijos žinoma, kad specialiosios priemonės turi atitikti varžybinius pratimus. Elektromiografiniai (2 pav.) raumenų aktyvumo bėgant sprintą duomenys rodo, kad amortizacijos procesas atremties fazėje ir pasirengimas jam yra pagrindiniai bėgimo žingsnio elementai. Jėgų dydžiai ir sudėtinga visų kojos raumenų grupių koordinacija šiuo laikotarpiu pasiekia didžiausias reikšmes. Tačiau rengiant trumpųjų nuotolių bėgikus dažnai šio veiksnio nepaisoma. Blauzdos raumenų greitumo jėgai ugdyti naudojami įvairus pašokimai, pasikėlimai ant priekinės pėdos dalies su papildomu svoriu ir kiti analogiški pratimai, kuriuose silpnai 2 pav. Pagrindinių raumenų grupių darbas bėgimo žingsnio cikle (Озолин, 1986) pasireiškia amortizacijos elementas. Daugiašuoliai, kurie plačiai taikomi rengiant trumpųjų nuotolių bėgikus, taip pat pagal savo judėjimo parametrus skiriasi nuo greito bėgimo. Šuoluojant koja statoma ant grunto visa pėda ir pagrindinis krūvis amortizacijos fazėje tenka šlaunies raumenims. Todėl šuoliai viena koja, daugiašuoliai didele sparta, taip pat bėgimas į įkalnę atliekami statant koją ant priekinės pėdos dalies, neliečiant kulnimi grunto. Rekomenduojama atlikti šuolius aukštyn arba į tolį nuo

21 cm aukščio pakylos nušokant ant priekinės pėdos dalies, amortizuojant nusileidimą blauzdos raumenimis. Atremties fazėje atsispiriant daugiausia dirba blauzdos raumenys, o raumenys, tiesiantys kelio sąnarį, dirba mažiau (2 pav.). 1.9 Greitumas ir genetika Žmogaus organizme užkoduoti tiek ištvermės, tiek ir greitumo gebėjimai, tik juos reikia laiku įžvelgti ir ugdyti, atsižvelgiant į biologinius dėsnius (Stanislovaitis ir kt., 2006). Jėgą gaminančios II tipo raumeninės skaidulos dideliame greityje ir kiekvieno individo gebėjimas adaptuotis prie tokių pratimų yra stipriai apspręsta genetiškai (Simoneau & Bouchard, 1998; Rankinen, 2006). Gali būti, kad individualiai paveldėti genai nusprendžia, sprinteris ar stajeris bus žmogus. Galima suprasti, kaip veikia žmogaus organizmo genomas (tai nagrinėja genetika), tačiau tai neatskleidžia galutinių paslapčių, kaip veikia genų produktai baltymai (proteomika tai mokslas apie baltymų struktūrą ir funkciją) (Skurvydas, 2008). Raumuo pasižymi plastiškumu: kontraktiliniai baltymai aktinas ir miozinas ir reguliaciniai troponinasc (TnC), troponinasi (TnI), troponinast (TnT) baltymai gali keisti savo izoformas nuo lėtųjų iki greitųjų ir atvirkščiai. Nustatyta, kad tas pats genas gali koduoti net 64 TnT izoformas, titino genas apie 60 miozino sunkiųjų grandžių izoformų. Teigiama, kad raumens funkcijos pokyčiai gali būti kiekybiniai ir kokybiniai. Kiekybiniai pokyčiai, kai padidėja tos pačios izoformos baltymų. Kokybiniai pokyčiai padidėja anksčiau nesintetintų baltymų izoformų kiekis (Skurvydas, 2008). Visi šie pokyčiai gali teigiamai arba neigiamai paveikti maksimalaus greitumo rezultatą. Dabartiniu metu atsiranda vis daugiau informacijos apie greitumo geną ACTN3 (Mills et al., 2001, North & Beggs, 1996). Dažna mutacija (R577X) ACTN3 gene pas homozigotinius individus, kurių alelis XX, sustabdo α-aktinino-3 gamybą. Šis baltymas nesigamina pas 18 % baltaodžių (North et al., 1999). Ši mutacija beveik negadina raumens funkcijų, greičiausiai dėl to, kad α-aktininas-2 gali kompensuoti α-aktinino-3 trūkumą. Įdomiausia tai, kad mutavusio X alelio ir ypač pilno α-aktinino-3 (alelis XX) deficitas yra ženkliai mažesnis pas sprinto ir galingumo atletus (Niemi & Majamaa, 2005(; Papadimitriou et al., 2008; Santiago et al., 2008; Yang et al, 2003). Žinant tai galime spėti, kad α- aktinino-3 baltymas yra svarbus veiksnys siekiant treniruoti greitumą ir galingumą. Be to sportininkų su XX genotipu daugiau aptinkama ištvermės rungtyse. Manoma, kad α-aktinino-3 trūkumas padidina aerobinę ištvermę (Niemi & Majamaa, 2005; Papadimitriou et al., 2008; Yang et al, 2003). Ištvermė 21

22 geresnė yra ir pas peles, kurios turi nokautuotą α-aktinino-3 geną (Chan et al., 2008; MacArthur et al, 2008; MacArthur et al, 2007). Taip pat manoma, kad α-aktininai gali įtakoti raumeninių skaidulų tipų skirtumus (MacArthur & North, 2004, Vincent et al., 2007): IIx skaidulų procentaliai buvo daugiau RR genotipe negu XX (Vincent, 2007). Žinodami tai, galime iškelti hipotezę, kad ACTN3 raiška gali būti susijusi su didesniu II tipo raumeninių skaidulų kiekiu ir būtent tai įtakoja greitumo ir galingumo geresnius rezultatus, o individai su ACTN3 R577X geno mutacija turi daugiau I tipo skaidulų, ir todėl geresnę ištvermę. Gali būti, kad ACTN3 R577X mutacija įtakoja jėgos ir galingumo pratybų poveikį, pavyzdžiui, XX genotipo individai parodė didesnį izometrinės jėgos ištvermės prieaugį (Clarkson et al., 2005), kiti nustatė (Delmonico et al., 2007), kad individai su RR genotipu parodo geresnius jėgos ir galingumo prieaugius α-aktininas-3 griaučių raumenyse Aktininai klasifikuojami į 4 pagrindines izoformas: raumenų izoformas, kurios randamos sarkomero Z diske (α-aktininas-2 ir α-aktininas-3, šios nejautrios kalciui) ir neraumenines izoformas, α-aktininas-1 ir α-aktininas-4, kurios yra jautrios kalciui (Blanchard et al., 1989). 3 pav. Griaučių raumenų α-aktinino domenų struktūra (MacArthur & North, 2004) 22

23 ACTN2 ir ACTN3 genai atitinkamai koduoja α-aktininą-2 ir α-aktininą-3. Raumeninių skaidulų α-aktininai sudaro pagrindinį Z linijos baltymų komponentą, formuodami į groteles panašią struktūrą, kuri pritvirtina aktino siūlus ir stabilizuoja skaidulos citoskeletą (Squire, 1997) (3 pav.). Geno ACTN3 polimorfizmas atsiranda dėl to, kad arginino (R) aminorūgštis pasikeičia į priešlaikinį stop kodoną ties 577 aminorūgštimi (rs ). Ankstyvo stop kodono alelis nekoduoja α-aktinino-3 baltymo, o reiškinys, kad šis alelis buvo aptiktas visuose žemynuose įrodo, jog ši mutacija įvyko prieš daugelį metų (Mills et al., 2001). Sarkomerų α-aktininai sąveikauja su baltymais, kurie dalyvauja metabolinėse ir signalinėse reakcijose. α-aktinino-2 izoforma randasi širdies ir lėtai susitraukiančiose raumeninėse skaidulose, tuo metu α-aktininas-3 randasi greitai susitraukiančiose raumeninėse skaidulose (Mills et al, 2001). α-aktininai yra pagrindiniai griaučių raumens Z-linijos komponentai, kurie struktūriškai, panašūs į distrofiną, ir turi daug funkcinių sričių: N-terminalinė aktiną prijungianti sritis, centrinė kamieno sritis ir C-terminalinis regionas. Pas peles ir žmones ACTN2 ir ACTN3 genai koduoja griaučių raumens α-aktininą-2 ir α-aktininą-3, kurie skiriasi kaimynine aktiną prijungiančią sritimi ir turi labai didelį sekos panašumą (81 % identiška ir 91 % panaši) (Beggs, 1992). Remiantis sąveika su daugeliu struktūrinių ir informaciją perduodančių baltymų susijusių su Z-linija, ypač griaučių α-aktinu, α-aktininai daugiausia atlieka statinę funkciją griaučių raumenyse, laikant išdėliotą miofibrilių eilę, taip pat reguliuojančią funkciją koordinuojant skaidulų susitraukimą (Macarthur & North, 2004). Manoma, kad α-aktininai palaiko raumens ląstelės sąveiką su distrofinu (Hanse, 1999). In vitro studijos siūlo mintį, kad C-terminalinis sarkomeros α-aktininas atlieka lemiamą vaidmenį, palaikant Z-linijos vientisumą ir miofibrilių išsidėstymą (Lin, 1998). Be struktūrinių ir mechaninių skirtumų α-aktininai taip pat sąveikauja su kitais baltymais, atlieka reguliuotojo vaidmenį, koordinuojant raumens susitraukimo procesus. Sarkomerų α-aktininai prisiriša prie fermentų: fruktozės-1,6-bifosfotazės (Gizak et al. 2003), glikogeno fosforelazės amorfino (Chowrashi et al. 2002), kalcarcinų (Frey et al. 2000; Frey & Olson 2002), kurie sąveikauja su kalcineurinu, o pastarasis įtakoja raumeninių skaidulų funkcines savybes. ACTN3 genas koduoja α-aktinino-3 baltymus, kurie randasi tik greitai susitraukiančiose raumeninėse skaidulose (100 % IIb/x tipo skaidulose, 50 % IIa tipo) (North et al, 1999). Skirtingi sarkomeriniai α-aktininai gali taip pat įtakoti griaučių raumenų metabolizmą ir skaidulų tipo specifiką. 23

24 1.9.2 ACTN3 geno įtaka sportiniam rezultatui Yra iškelta hipotezė, kad ACTN3 genotipas gali būti vienas iš faktorių, kuris įtakoja pagrindines raumens funkcijas. 4 pav. ACTN3 genotipo RR, RX, XX profiliai (MacArthur & North, 2004) Žiūrint į 4-tą paveikslą matome sprinto, galingumo ir ištvermės atletų genotipus. Pas sportininkus sprinterius ir stajerius randamas statistiškai reikšmingas ACTN3 genotipų dažnio skirtumas. Pas sprinterius dominuoja RR genotipas, o pas ištvermės sportininkus, patikimai daugiau randama XX genotipo atstovų (Yang, 2003). Asociacija tarp ACTN3 geno ir sportinių rezultatų buvo patvirtinti ir kitų tyrimų (Niemi, 2005; Papadimitriou, 2008). Kol kas nenustatyta nei vieno olimpinio lygio sprinterio su α-aktinino-3 deficitu (Clarksnon et al., 2005). ACTN3 genotipas taip pat daro įtaką nesportuojančių asmenų raumens funkcijai (Clarksnon, 2005). ACTN3 R577X polimorfizmas atrodo yra išties svarbus genetinis faktorius, įtakojantis sportinius rezultatus (North, 2008). α-aktinino-3 deficito padariniai, ypač pas nesportuojančius žmones, yra mažai nustatyti ir įvertinti, daug tyrimų prieštarauja vienas kitam (Clarkson et al., 2005; Delmonico et al., 2007; Lucia et al., 2007; Vincent et al., 2007; McCauley et al., 2009). 24

25 2. TYRIMO METODIKA IR ORGANIZAVIMAS Tyrimo objektas: greitumo pokytis ir to pokyčio įtaka didesnės jėgos reikalaujantiems judamiesiems gebėjimams RR ir XX genotipo grupėse. Buvo taikomi šie tyrimo metodai: 1. Meta analizė. 2. Testavimas. 3. Matematinė statistika. 2.1 Tiriamieji Tyrime dalyvavo 10 sveikų, nesportuojančių vyrų. Iš jų buvo sudarytos dvi grupės (3 lentelė). 3 lentelė. Tiriamųjų duomenys, kurie baigė visą tyrimą Grupės Ūgis, cm Kūno masė prieš Kūno masė po Amžius, pratybas, kg pratybų, kg m. RR genotipas (n = 6) 178,8 ± 5,1 76,8 ± 8,9 76,2± 8,2 25,0 ± 3,5 XX genotipas (n = 4) 182,3 ± 1,7 76,3 ± 7,7 76,0 ± 6,9 26,5 ± 2,9 Čia išvardinti tiriamieji (3 lentelė), kurie tyrimą sėkmingai baigė. Pateikiami tiriamųjų kūno masės duomenys prieš ir po pratybų. Jokio statistiškai reikšmingo skirtumo tarp kūno masių prieš ir po pratybų nerasta. Tyrimą pradėjo ir pirmame testavime dalyvavo daugiau tiriamųjų (4 lentelė): 4 lentelė. Tiriamųjų duomenys, kurie dalyvavo tik pradiniuose testavimuose Grupės Ūgis, cm Kūno masė, kg Amžius, m. RR genotipas (n = 12) 181,0 ± 4,6 78,9 ± 8,3 24 ±3,2 XX genotipas (n = 6) 184,6 ± 7,1 76,2 ± 7,6 26,8 ±2,6 pratybų ciklą. Šių tiriamųjų duomenys (4 lentelė) lyginami tarp RR ir XX grupių prieš maksimalaus greitumo 25

26 2.2 ACTN3 R577X polimorfizmo tyrimas ACTN3 R577X polimorfizmas buvo nustatomas iš kitame tyrime dalyvavusių jaunų sveikų suaugusių vyrų (n = 100) DNR, išskirtos iš 5 ml tūrio veninio kraujo mėginių, kurie buvo surinkti į EDTA apdorotus vakuuminius mėgintuvėlius. DNR išskyrimas iš leukocitų atliktas naudojant NucleoSpin rinkinius ir su jais pateiktą gamintojų protokolą (Macherey-Nagel GmbH & Co KG, Vokietija). ACTN3 R577X polimorfizmas buvo nustatytas amplifikuojant DNR segmentą polimerazės grandinine reakcija ir paskui kopijas, paveikus jas restriktazėmis, analizuojant agarozės gelyje (smulkiau metodika aprašyta šiuos mėginius analizavusių mokslininkų kito tyrimo rezultatų publikavimo straipsnyje žr. Moran et al., 2007). Tik homozigotiniai, t.y. turintys abu vienodus alelius (šiuo atveju arba abu X, arba abu R ), tiriamieji buvo kviečiami ir įtraukti į tyrimą. Toliau tiriamuosius ir jų grupes pagal jų ACTN3 genotipą vadinsime XX ir RR. 2.3 Maksimalaus greitumo pratybos Tyrimas buvo atliekamas Lietuvos kūno kultūros akademijos manieže. Tyrimo laikas nuo 2009 lapkričio 1 dienos iki 2010 kovo 15 dienos, per kurias vyko maksimalaus greitumo pratybos. Pratybos truko 7 savaites, per kurias vyko 10 pratybų. Jos susidėjo iš trijų dalių: Pramankšta. Jos metu tiriamieji atlikdavo: metrų bėgimą (pulsas iki 130 tv/min); tempimo pratimus visam kūnui, akcentuojant kojas (trukmė min); 30 metrų ilgio, 5 7 specialiuosius bėgimo pratimus ( % pastangų). 30 metrų atstumo greitėjimus ( % pastangų). Pramankštos esmė paruošti tiriamojo organizmą maksimalaus greitumo pratyboms. Pratybos. Po pramankštos, tiriamieji atlikdavo du 20 m bėgimus įsigreitėjus maksimaliomis pastangomis, buvo matuojamas laikas. Įsigreitėjimo atstumas 20 m. Įsigreitėjimo laikas nebuvo matuojamas. Šių greitėjimų tikslas paruošti organizmą maksimalaus greitumo lavinimo krūviams. Po to buvo atliekami 20 m bėgimai tempiant guma įsigreitėjus, kurių laikas buvo taip pat matuojamas. 20 m distancija buvo suskirstyta į dvi atkarpas po 10 m ir elektroniniai laiko matavimo stoveliai pastatyti 26

27 ties starto linija, 10 m ir 20 m nuo starto linijos. Įsigreitėjimo atstumas 20 m. Bėgimų skaičius priklausydavo nuo individualių žmogaus savybių. Minimalus bėgimų skaičius 3, maksimalus 8. Poilsis tarp pratimų s ir daugiau. Tiriamieji negalėjo atlikti testavimų pavargę. T.y. kai rezultatas dėl nuovargio suprastėdavo ms, lyginant su tos dienos geriausiu rezultatu, tiriamasis baigdavo treniruotę. Tempimui buvo naudojama guma, kurios ilgis 15 metrų. Gumos tipas Thera Band apvali, sidabrinė. Gumos įtempimo stiprumas optimalus. Jis reguliuojamas pagal individualius tiriamojo sugebėjimus. Tempti reikėdavo taip, kad tiriamasis pasiektų maksimalų bėgimo rezultatą. Per stiprus tempimas neduoda aukštų rezultatų, nes tiriamasis nesugeba taip greitai atlikti judesių ir dėl to pradeda stabdytis, taip pablogindamas savo rezultatą. Per silpnas tempimas taip pat blogina rezultatus, nes reikia įdėti daugiau jėgos į atliekamą darbą. Didėjant tiriamojo meistriškumui, optimalus gumos tempimas taip pat didėdavo. Baigiamoji pratybų dalis. Po greitėjimų tiriamieji bėgdavo metrų. Pulsas neturėdavo pakilti iki 120 tv/min. Tada atlikdavo tempimo pratimus, trukmė 5 min. Pradinis pratybų išdėstymas savaitėje 2 kartai, tarp pratybų 2 3 dienos poilsio. Atsistatymo laikas buvo reguliuojamas pagal superkompensacijos fenomeną, stebint 20 metrų bėgimo įsigreitėjus ir 20 metrų bėgimo įsigreitėjus tempiant guma, rezultatų pokytį. Laikas buvo lyginamas su praėjusių pratybų laiku, t.y. tiriamasis turėdavo ilsėtis tiek, kad kitą treniruotę pagerintų arba bent prilygtų savo ankstesniems rezultatams. Jeigu tiriamasis nepagerindavo savo rezultatų, tai jo atsistatymo laikas būdavo pailginamas 1 5 dienomis. Tiriamieji tyrimo laikotarpyje negalėdavo užsiimti kita fizine veikla, vartoti svaigiųjų gėrimų, narkotinių medžiagų, miegoti mažiau negu 8 valandos per parą. Likus 3 mėnesiam iki tyrimo pradžios, tiriamieji negalėjo sportuoti daugiau kaip 1 kartą savaitėje. Laikas buvo matuojamas naudojant elektrinius jutiklius VD-250N/VD-250P (Optex FA, Stockholm, Sweden). Jutikliai buvo iškelti į 1,15 metro aukštį naudojant Hama Tripod Star 700 EF stovelius. Pagrindinis kompiuteris, kuris sumuodavo ir pateigdavo rezultatus SMB-1 H-T (Katra). Buvo sudėti 3 tokie stoveliai su jutikliais, kurie matuodavo atskirai kiekvieną dešimtį metrų ir visą 20 metrų atstumą. 27