|
სათანადო შესწავლის შედეგად მოკვლეულია, რომ ორგანიზმის შემადგენელი ნივთიერებები არ წარმოადგენენ მხოლოდ მის სტრუქტურულ საშენ მასალას, მათგან გარკვეული ნაწილის მონაწილეობით მიმდინარე ქიმიურ პროცესებს გააჩნია რეგულატორული და ფუნქციური დანიშნულება.
|
|
ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები
―
ნაერთები, რომელთა მცირე რაოდენობას გააჩნია მაღალი ფიზიოლოგიური გავლენა ცოცხალ ორგანიზმებზე ან მათ ცალკეულ უჯრედებზე. |
ორგანიზმი თავად ქმნის (ასინთეზირებს), როგორც რეგულატორული დანიშნულების ასევე არასასიგნალო ნივთიერებებს, რომელთა შორისაა ფუნქციური ფერმენტები, სპეციფიკური ბიოლოგიური ან ქიმიური აგენტების ამომცნობები, სხვა ნაერთების სატრანსპორტო, ასევე, ენერგიის მარაგის და გენეტიკური ინფორმაციის შემნახველი ნაერთები.
ამასთან მნიშვნელოვანია, გათვალისწინებული იქნას, როგორ განსხვავდება სიგნალის გადაცემა ელექტრულად მართულ მანქანებსა და ცოცხალ ორგანიზმებში. ელექტრონულ გამოთვლით მანქანაში, როგორიცაა მაგალითად კომპიუტერში, ინფორმაცია გადადის მეტალის სადენით ელექტრონების, ძირითადად, უწყვეტი დინების სახით პირდაპირ ინფორმაციის წყაროდან დანიშნულების ადგილამდე. ხოლო ცოცხალ ორგანიზმში, ნერვულ უჯრედებს შორის სიგნალი არ გადადის პირდაპირი და უწყვეტი ნაკადით. ბიოლოგიური ნეირონული ქსელი რეალიზებულია გაცილებით უფრო დახვეწილი დიზაინით ვიდრე, თუნდაც თანამედროვე მანქანის შიგნით, არსებული კომუნიკაციებია. ნეირონებს შორის ინფორმაციის გადაცემა დანამდვილებით ასევე ელექტრული იმპულსით ხდება, თუმცა მომდევნო უჯრედთან დაკავშირებისას ის ელექტრული სიგნალი ჯერ "გარდაიქმნება" შესაბამის ქიმიურ ნივთიერებად (ნეირომედიატორად), და ამის შემდეგ კვლავ დაგენერირდება ელექტრული სიგნალი, რომელიც თავის მხრივ, უკვე, მომდევნო უჯრედს
გადაეცემა.
|
ცნობისათვის
(ამ, მწვანე, ბლოკში მოცემული ინფორმაცია დასასწავლად სავალდებულო არ გახლავთ)
მაინც რატომ ამჯობინა ევოლუციამ
ნერვული უჯრედების კომუნიკაცია ზემოაღნიშნული პრინციპით:
ელექტრული იმპულსი → ნეირომედიატორი → კვლავ ელექტრული
იმპულსი? რით არის ასეთი სქემის შერჩევა
განპირობებული? სიგნალის გადაცემის ქიმიური ფაზა იძლევა დამატებითი რეგულაციის შესაძლებლობებს,
როგორიცაა მისი გაძლიერების, დათრგუნვის,
მეხსიერების ფორმირების და ა.შ. მოცემული კომბინაცია
უზრუნველყოფს
ინფორმაციულ მოქნილობას
ტვინი შეიძლება ადაპტირდეს, შეცვალოს
სინაფსების სიძლიერე და შექმნას ახალი კავშირები, რაც ელექტრულ
სქემებს არ ახასიათებთ. ქიმიური სინაფსი მხოლოდ გამტარი არ არის;
ის არეგულირებს სიგნალის ინტენსივობასა და ხანგრძლივობას
საჭიროებისამებრ. ბიოლოგიურ ნეირონულ კომუნიკაციას, არსებული
ფორმით წარმოქმნას სხვა მნიშვნელოვანი უპირატესობებიც გააჩნია.
ასეთია, რეცეპტორების მრავალფეროვნება. საგულისხმოა, რომ ერთ და
იგივე ნეირომედიატორი (ნივთიერება) სხვადასხვა უჯრედში შესაძლოა
განსხვავებულ რეაქციას იწვევდეს, რაც სძენს ნერვული სისტემას
დამატებით უნარებს. აღნიშნულ ბიოლოგიურ კონსტრუქციას ასევე გააჩნია
ე,წ, დირექტიულობა
ქიმიური სინაფსი სიგნალს მხოლოდ ერთი
მიმართულებით გადასცემს, რაც
მნიშვნელოვნად ეხმარება ინფორმაციის სტაბილურ და
სუფთა გავრცელებას. სინაფსებს ასევე აღენიშნებათ პლასტიურობა
ნეირონებს შეუძლიათ შეცვალონ სინაფსების "სიმაგრე" რაც,
სიგნალის გზის გაუმჯებესებულ გაკვალვას გულისხმობს, რაც შემდგომ
განაპირობებს
სწავლებისა და მეხსიერების ფიზიოლოგიურ საფუძველს.
ნეირონული ქსელის სტრუქტურა საშუალებას იძლევა, სიგნალის
გავრცელება განსხვავებულად ხდებოდეს არსებული რეჟიმის შესაბამისად. ზოგი ნეირომედიატორი მოქმედებს არა მხოლოდ კონკრეტულ
სინაფსზე, არამედ უფრო ფართო ქსელზე. სიგნალის გადაცემის ამგვარ
განზოგადოებულ დონეზე გადასვლა ქმნის განწყობისა და მოტივაციის
გაჩენის და მისი რეგულირების შესაძლებლობას. ამასთან აღსანიშნავია
მოცემული კომუნიკაციის სქემის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი
უპირატოსობა, უსაფრთხოება და სტაბილურობა
გადაცემის სინაფსური
(ქიმიური) რგოლი ამცირებს ზედმეტი ელექტრონული აქტივობის
გავრცელების საფრთხეს, ასეთის გაჩენის შემთხვევაში და იცავს ნერვულ
ქსოვილს გადატვირთვისაგან. |
ელექტრონული მანქანების სადენებში ინფორმაციის გადაცემისაგან განსხვავებით, ორგანიზმში ერთი ელექტრული სიგნალის გავრცელებაში ხშირ შემთხვევაში ჩართულია "ორდონიანი" შექცევადი ქიმიური პროცესი,
კერძოდ: ცოცხალ ორგანიზმში რეცეპტორებზე გადაცემას თავდაპირველად აინიცირებენ ე.წ.
პირველადი მედიატორები, ასეთი პროცესის ტრიგერების როლში შეიძლება აღმოჩნდეს, როგორც ფიზიკური ასევე ქიმიური ფაქტორი. ფიზიკურის მაგალითებია სინათლის ნაკადი, ხმა, გარემოს ტემპერატურა, მექანიკური ზემოქმედება, ზეწოლა, ვიბრაცია, წანაცვლება და სხვა, ხოლო ქიმიურის - სპეციფიური, ბიოლოგიური აქტივობის,
მქონე, ნივთიერებები: ჰორმონები, ციტოკინები, ნეიროტრანსმიტერები, ზრდის ან სხვა ბიოქიმიური ფაქტორები. ფიზიოლოგიის მოკვლევებიდან ცნობილია, რომ ამგვარად შემოსული სიგნალი შემდგომ მუშავდება
მეორეული მედიატორებით (ინგლ.
secondary messenger)
მათ შეადგენენ დაბალმოლეკულური ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნებიან ან გამოიყოფიან
სიგნალის გადაცემის ჯაჭვში ჩართული ფერმენტის აქტივაციის შედეგად.
მეორეული მედიატორების ჩართულობის შემთხვევაში
შესაძლებელი ხდება
სიგნალის განსხვავებულ გარემოში გადაცემა და
მისი იქ გაძლიერებაც [1]. მეორად მესინჯერებს ახასიათებს შემდეგი ატრიბუტიკა: მათ მოლეკულებს ააქვთ კომპაქტური ზომა რის წყალობით ციტოპლაზმაში
დაუბრკოლებლად და მაღალი სიჩქარით დიფუნდირდებიან; სწრაფად იშლებიან
ან გადიან ციტოპლაზმიდან.
უჯრედის მიერ პირველადი მედიატორისაგან სიგნალის მიღება ხორციელდება შესაბამისი რეცეპტორული ცილებით, რომლებისთვისაც
ეს სასიგნალო მოლეკულები წარმოადგენენ ლიგანდებს (ქიმიურად ურთიერთქმედებენ).
ამრიგად ბიოლოგიური სიგნალის გადაცემის მექანიზმის ერთ-ერთი მაგალითი
შეიძლება მოკლედ აღიწეროს შემდეგი ეტაპებით:
- გარე სტიმულის მოქმედება უჯრედულ რეცეპტორზე,
- მემბრანაში არსებული ეფექტორული მოლეკულის გააქტიურება, რომელიც პასუხისმგებელია მეორადი მედიატორების (შუამავლების) წარმოქმნაზე,
- მეორადი მედიატორების გენერაცია,
- მეორადი მედიატორის მიერ სამიზნე ცილების გააქტიურება, რაც იწვევს შიდა სიგნალური რეაქციების კასკადის განვითარებას და საბოლოო ბიოლოგიური პასუხის ჩამოყალიბებას,
- შუამავლის დეზაქტივაცია ან მისი ქიმიური დაშლა.
|
ცნობისათვის
(ამ, მწვანე, ბლოკში მოცემული ინფორმაცია დასასწავლად სავალდებულო
არ გახლავთ)
ზემოაღნიშნული პროცესი, რომელიც პირობითად
გამოისახება შემდეგი სახით,
რეცეპტორი → ეფექტორი → მეორადი მესენჯერი → სამიზნე ცილა →
ბიოლოგიური პასუხი → დეზაქტივაცია,
აქვე შეიძლება მოკლედ განიმარტოს:
გარე სტიმულის ზემოქმედება უჯრედულ
რეცეპტორზე
სტიმული (ფიზიკური ან ქიმიური) აღიქმება უჯრედის ზედაპირზე მდებარე
რეცეპტორული ცილების მიერ. ეს არის სიგნალის მიღების პირველი
საფეხური, როცა უჯრედი იგებს, რომ გარედან რაღაც გავლენა
განხორციელდა.
მემბრანაში არსებული
ეფექტორული მოლეკულის გააქტიურება
რეცეპტორის გააქტიურების შემდეგ ირთვება სპეციალური მემბრანული
ცილა (ეფექტორი), რომელიც გარდაქმნის მიღებულ ინფორმაციას
ბიოქიმიურ რეაქციად და იწყებს მეორადი მესენჯერების წარმოქმნას.
მეორადი მედიატორების გენერაცია
ეფექტორული მოლეკულის მოქმედებით წარმოიქმნება დაბალმოლეკულური
ნაერთები (მაგალითად, ციკლური AMP - cyclic adenosine
monophosphate, კალციუმის იონები და სხვ.), რომლებიც უჯრედის
შიგნით ავრცელებენ სიგნალს და ამავდროულად აძლიერებენ მას.
მეორადი მედიატორის მიერ სამიზნე ცილების გააქტიურება
ეს მედიატორები უკავშირდებიან შიდა ცილებს (მაგალითად, ფერმენტებს
ან რეგულატორ ცილებს), იწვევენ სიგნალური რეაქციების მთელ კასკადს
და საბოლოოდ განსაზღვრავენ უჯრედის კონკრეტულ პასუხს
- მაგალითად,
გენის ექსპრესიას, ნივთიერებათა ცვლის ცვლილებას ან კუნთის
შეკუმშვას.
შუამავლის დეზაქტივაცია ან მისი ქიმიური დაშლა
სიგნალის დასრულების შემდეგ მედიატორები იშლებიან ან
ინაქტივირდებიან, რათა უჯრედი დაუბრუნდეს საწყის, მშვიდ
მდგომარეობას. ეს ეტაპი უჯრედული ჰომეოსტაზის ანუ შიდა ბალანსის
აღდგენისთვის აუცილებელია. |
ორგანიზმის მიერ სინთეზირებულ ენდოგენურ ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებებს შორის საკვანძო როლის მქონე შემდეგი კლასის ნაერთები გახლავთ: ჰორმონები, ნეირომედიატორები, ფერმენტები, ვიტამინები, სპეციფიური პეპტიდები, ცალკეული ამინომჟავები, ასევე ინდივიდუალური წარმომადგენლები ჰისტამინი,
ლიპოქსინი
და სხვა.
|
ჰორმონები |
|
ძველი ბერძნული ὁρμάω - ვამოძრავებ, ვამხნევებ, გადამყავს. გალხავთ ორგანული ბუნების ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ენდოკრინული ჯირკვლების სპეციალიზებულ უჯრედებში, ტრანსპორტირდებიან სისხლით, აკავშირებენ სამიზნე უჯრედების რეცეპტორებს და ახდენენ მოქმედებას. გააჩნიათ მარეგულირებელი ეფექტი მეტაბოლიზმზე და ფიზიოლოგიურ ფუნქციებზე.
ჰორმონებს ორგანიზმის ფარგლებში აქვთ დისტანციური მოქმედება: მათი სისხლის ნაკადთან სხვადასხვა ორგანოებში მოხვედრით, ხდება ორგანოების რეგულირება, ამასთან როგორც წესი ამ კლასის ნივთიერებების მეტად მცირე რაოდენობასაც კი ძალუძს შესაბამისი ორგანოს მოქმედების შეცვლა.
ჰორმონები ზემოქმედებენ ორგანიზმის ფარგლებში პრაქტიკულად ნებისმიერ
დისტანციაზე: ისინი წარმოშობის ადგილიდან (ჯირკვლებიდან)
ტრანსპორტირდებიან და წვდებიან სხვადასხვა ორგანოს, სადაც ცვლიან მათი
მუშაობის რეჟიმს. ამიტომაც აქვთ მნიშვნელოვანი ადგილი ფიზიოლოგიურ
კომუნიკაციაში. ჰორმონები
უზრუნველყოფენ ორგანოების
შეთანხმებულად მუშაობას და აძლევენ მთელ სისტემას
შესაძლებლობას სწრაფად მოერგოს შეცვლილ პირობებს, მაგალითად ფიზიკური
დატვირთვის დროს.
ფიზიკური
ვარჯიში
წარმოადგენს
ერთ-ერთ
ძლიერ
ფიზიოლოგიურ
სტიმულს,
რომელიც
მნიშვნელოვნად
ცვლის
ჰორმონულ
პროფილს.
ეს
ცვლილებები
შეიძლება
იყოს
როგორც
მოკლე,
ისე
გრძელვადიანი
და
განსაზღვრავს:
ენერგეტიკულ
მომარაგებას, კუნთოვანი
ქსოვილის
აღდგენას და ზრდას, ცილის
ანაბოლურ-კატაბოლურ
ბალანსს, ცხიმოვანი
თუ
ნახშირწყლოვანი
მეტაბოლიზმის
მართვას, ფსიქოემოციურ
მდგომარეობას,
მოტივაციასა
და
სტრესის
მოდულაციას.
მოკლედ განვიხილოთ თითეული აღნიშნული ცვლილება.
ენერგიის მობილიზაცია:
ფიზიკური დატვირთვისას იზრდება ადრენალინის, ნორადრენალინის
და გლუკაგონის სეკრეცია. ეს ჰორმონები პირველ რიგში ზრდიან სისხლში
გლუკოზას და აინიცირებენ გლიკოგენის მოხმარებას, რაც უზრუნველყოფს სწრაფი
ენერგიის მიღებას. ამასთანავე იწყება ცხიმოვანი ქსოვილიდან ცხიმოვანი
მჟავების გამოყოფაც, თუმცა მათი გამოყენება ენერგიის წყაროდ შედარებით ნელ
პროცესს წარმოადგენს და მნიშვნელოვანი ხდება ხანგრძლივი დატვირთვის
პირობებში. საბოლოოდ, ორგანიზმი ერთდროულად იყენებს როგორც სწრაფ, ისე
გრძელვადიან ენერგეტიკულ რესურსებს, რაც საშუალებას აძლევს შეასრულოს
მაღალი ინტენსივობის ან ხანგრძლივი მუშაობა.
ანაბოლური
პროცესები და აღდგენა: ვარჯიშის შემდგომ პერიოდში აქტიურდება
ინსულინი, ზრდის ჰორმონი და ტესტოსტერონი (ორივე სქესში),
რომლებიც ერთმანეთთან ერთად უზრუნველყოფენ გლიკოგენის მარაგის შევსებას,
კუნთოვანი ცილის სინთეზის დაჩქარებას და დაზიანებული ქსოვილის აღდგენას.
რეგულარული ფიზიკური აქტივობა კი ამ ჰორმონების ეფექტიან გამომუშავებასა და
მოქმედებას კიდევ უფრო აძლიერებს. სტრესისა და ფსიქოლოგიური
მდგომარეობის რეგულაცია: ფიზიკური აქტივობა გავლენას ახდენს
კორტიზოლის, ენდორფინებისა და სეროტონინის დონეზე და ამ
ჰორმონების მეშვეობით მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სტრესისა და ფსიქოლოგიური
მდგომარეობის რეგულაციაში. ენდორფინები ამცირებენ ტკივილის განცდას და
ქმნიან კეთილდღეობის შეგრძნებას; სეროტონინი მონაწილეობს განწყობის, ძილისა
და მოტივაციის რეგულაციაში; კორტიზოლი კი მართავს სტრესულ რეაქციებსა და
ენერგეტიკულ ბალანსს, რის სწორი მოდულაციაც მნიშვნელოვანია როგორც სპორტულ
შესრულებაში, ისე ფსიქოემოციურ სტაბილურობაში.
ჰორმონული
ადაპტაცია რეგულარული ვარჯიშისას
პრაქტიკულად ყველა ჰორმონი, რომელიც მონაწილეობს ენერგეტიკის, აღდგენისა და
სტრესის მართვაში, გრძელვადიან ფიზიკურ ვარჯიშზე პასუხობს ადაპტაციით. ამ
პროცესის შედეგად მცირდება არასაჭიროდ მაღალი კორტიზოლის პასუხი, იზრდება
ინსულინის მგრძნობელობა, ძლიერდება ანაბოლური რეაქციები - მათ შორის კუნთის
ზრდა და რეგენერაცია - ხოლო ნეიროენდოკრინული ფუნქცია უფრო სტაბილური ხდება,
რაც თავის მხრივ განწყობისა და მოტივაციის გაუმჯობესებას უწყობს ხელს.
მსგავსი ჰორმონული ადაპტაცია ერთ-ერთი მთავარი მიზეზია, რის გამოც
რეგულარული ფიზიკური აქტივობა ასოცირდება ჯანმრთელობის გაუმჯობესებასთან,
მეტაბოლური დაავადებების პრევენციასთან და ფსიქოლოგიური კეთილდღეობის
ზრდასთან. |
 |
|
ნეირომედიატორები (ნეიროტრანსმიტერები, შუამავლები) გახლავთ ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები,
რომლებიც მონაწილეობენ ნერვული სისტემის მიერ ინფორმაციის სწრაფ და ზუსტ
გადაცემაშიώ მათი საშუალებით ელექტროქიმიური იმპულსები გადაეცემა ნერვული უჯრედიდან ნეირონებს შორის სინაფსური სივრცის გავლით და ასევე, მაგალითად, ნეირონებიდან კუნთოვან ქსოვილში ან ჯირკვლის უჯრედებამდე. ნერვული იმპულსი, რომელიც შედის პრესინაფსურ ტერმინალში, იწვევს
ნეირომედიატორის გამოყოფას სინაფსურ ჭრილში.
თავის მხრივ მედიატორის მოლეკულები რეაგირებენ უჯრედის მემბრანის სპეციფიკურ რეცეპტორულ
ცილებთან, იწყებენ ბიოქიმიური რეაქციების ჯაჭვს, რაც თავის მხრივ იწვევს ტრანსმემბრანული იონის დენის ცვლილებას, რაც იწვევს მემბრანის დეპოლარიზაციას და მოქმედების პოტენციალის აღძვრას.
ნეირომედიატორები მოქმედებენ მილიწამების ან თუნდაც უფრო მოკლე დროის
მასშტაბით, რაც მათ იდეალურ მექანიზმად აქცევს
ისეთი პროცესებისთვის, რომელთაც მყისიერი რეაგირება სჭირდებათ - მაგალითად
მოძრაობის დაწყება, ძალის გენერაცია, კონცენტრაცია, მოტივაცია, ემოციური
რეგულაცია და სტრესის მართვა.
ნეირომედიატორები ფიზიკური აქტივობისა და ფიტნესის კონტექსტში
ფიზიკური ვარჯიში არა მხოლოდ კუნთებისა და ღვიძლის მეტაბოლურ პროცესებს
ცვლის - იგი ძლიერ გავლენას ახდენს ნეირომედიატორულ
სისტემებზე. ვარჯიშის დროს ცენტრალურ და პერიფერიულ ნერვულ სისტემაში
მიმდინარე ქიმიური ცვლილებები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ენერგიის
განაწილებაზე, მოძრაობის კონტროლზე, დაღლილობის წარმოქმნაზე, მოტივაციასა
და ვარჯიშის სურვილზე, ტკივილის მოდულაციაზე, ასევე ემოციურ
სტაბილურობასა და განწყობაზე. დოფამინი,
როგორც ნეირომედიატორი, მონაწილეობს დაჯილდოების (reward) სისტემაში და
ვარჯიშისას აღინიშნება მისი დონის მატება, რაც
აძლიერებს მოტივაციას, ზრდის სასურველი ქცევის განმეორების სურვილს,
აუმჯობესებს ფოკუსირებასა და ყურადღებას და ამცირებს
მოტორული კონტროლის შეცდომებს. რეგულარული ფიზიკური აქტივობა
დოფამინერგულ გზებს აძლიერებს, რაც დადებითად მოქმედებს როგორც სპორტულ
შედეგებზე, ისე ფსიქოლოგიურ კეთილდღეობაზე.
სეროტონინი, რომელიც ხშირად პოზიტიურ ემოციებთან ასოცირდება, ვარჯიშის
პროცესში ბევრად უფრო რთულ როლს ასრულებს. მისი სეკრეციის მატება ხელს
უწყობს განწყობის გაუმჯობესებას, შფოთვის შემცირებასა და ძილის ხარისხის
გაუმჯობესებას, თუმცა უკიდურესად ხანგრძლივ
დატვირთვებში სეროტონინის ჭარბი წარმოება შეიძლება
გახანგრძლივებული დაღლილობის ერთ-ერთ მიზეზად იქცეს
- სწორედ ამიტომ მნიშვნელოვანია მისი ოპტიმალური ბალანსი.
ნორადრენალინი ერთ-ერთი ძირითადი ნეირომედიატორია, რომელიც
აუმჯობესებს ყურადღების ფოკუსირებას, აჩქარებს
რეაქციასა და გადაწყვეტილების მიღებას, უზრუნველყოფს
მოტორულ მზადყოფნას და ენერგეტიკული სისტემების სწრაფ გააქტიურებას.
ფიზიკური აქტივობის დროს
ნორადრენალინის დონის მატება ქმნის იმ მდგომარეობას, რომელსაც
fight-or-flight readiness ეწოდება.
ენდორფინები, როგორც ნეიროპეპტიდური მოდულატორები
(ასევე წარმოადგენენ სპეციფიკურ პეპტიდების კლასს),
ფიზიკურ აქტივობასთან ერთად აქტიურდებიან. ისინი ამცირებენ ტკივილის
შეგრძნებას, აძლიერებენ დაცვას სტრესისგან, ქმნიან ე.წ. runners high-ის
განცდას (სტუდენტი რომელიც იპოვის ამ ტერმინის კორექტულ
ქართულ შესატყვისს მიიღებს ერთ ქულას) და ზოგადად აუმჯობესებენ
განწყობას. რეგულარული ფიზიკური ვარჯიში ზრდის ენდორფინული სისტემის
ეფექტურობას, რაც დამატებით ხელს უწყობს
ფსიქოლოგიურ და ფიზიკურ გამძლეობას.
აცეტილქოლინი გადამწყვეტ მნიშვნელობას ატარებს ნეირომუსკულარულ
აქტივაციაში. ის
პასუხისმგებელია მოძრაობის დაწყებაზე, კუნთის ბოჭკოების გააქტიურებაზე,
სიჩქარისა და კოორდინაციის კონტროლზე. წრთვნებისას
აჩქარებული აცეტილქოლინერგული გადაცემა და რეცეპტორების გაუმჯობესებული
მგრძნობელობა ზრდის მოძრაობის ეფექტიანობას და დახვეწილს ხდის მოტორულ
შესრულებას. როგორც ჰორმონები, ასევე
ნეირომედიატორები რეგულარულ ფიზიკურ დატვირთვას პასუხობენ ადაპტაციით.
დროთა განმავლობაში იზრდება დოფამინის სიგნალის ეფექტიანობა, რაც
ვარჯიშისადმი მოტივაციას აძლიერებს; სტაბილურდება სეროტონინის მოქმედება,
რაც ამცირებს სტრესს და აუმჯობესებს ემოციურ ფონს; ნორადრენალინის
რეგულირებადი გამოყოფა უფრო კონტროლირებადი და ეფექტიანი ხდება, რაც
ყურადღებასა და ენერგეტიკულ რეაგირებას აუმჯობესებს; ხოლო აცეტილქოლინის
გამოთავისუფლებისა და რეცეფციის ეფექტიანობის ზრდა უკეთეს ნეირომუსკულარულ
კონტროლს უზრუნველყოფს გაწრთვნილ ინდივიდებში. |
ნეირომედიატორები |
 |
|
ფერმენტები |
|
ფერმენტები (ლათინური fermentum საფუარი) ან ასევე ენზიმები
(ბერძნულიდან ζύμη, ἔνζυμον საფუარი), ჩვეულებრივ რთული ცილოვანი ნაერთებია, რნმ (რიბოზიმები) ან მათი კომპლექსები, რომლებიც აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს ცოცხალ სისტემებში. თითოეული ფერმენტი, დაკეცილია კონკრეტულ სტრუქტურაში, აჩქარებს მისთვის შესაბამის ქიმიურ რეაქციას: ამგვარ პროცესში მონაწილე ნივთიერებებს ეწოდებათ სუბსტრატები, ხოლო შედეგად მიღებულ ნივთიერებებს - პროდუქტები. ფერმენტები
გამოირჩევიან სუბსტრატის
მიმართ უზადო სპეციფიურობით: მაგალითად ატფ-აზა კატალიზებს მხოლოდ ატფ-ის დაშლას, ხოლო ფოსფორილაზას კინაზა ახდენს მხოლოდ ფოსფორილაზას ფოსფორილირებას. ფერმენტული კატალიზური პროცესის სპეციფიურობის და მაღალი შერჩევითობის ხაზგასასმელად სუბსტრატისა და ფერმენტის შორის რეაქციას ადარებენ ბოქლომის გასაღებით გახსნას.
ფერმენტები ფიზიკური აქტივობისა და ენერგეტიკული
რეგულაციის კონტექსტში
ფერმენტები ცოცხალი
ორგანიზმის ენერგეტიკული სისტემების საფუძველია. ნებისმიერი
მოძრაობა - იქნება ეს მსუბუქი სეირნობა თუ მაღალი
ინტენსივობის ძალოვანი ვარჯიში - დამოკიდებულია
იმაზე, თუ რა ეფექტურობით მუშაობს ფერმენტული
აპარატი.
ფიზიკური დატვირთვისას ფერმენტები
მონაწილეობენ:
-
ატფ-ის
დაშლის და რესინთეზის დაჩქარებაში
-
კრეატინფოსფატის ციკლში
-
გლიკოლიზში
-
ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვაში
-
რძემჟავის
წარმოქმნასა და დაშლაში
-
ამინომჟავების კატაბოლიზმსა და
ენერგეტიკულ უტილიზაციაში
ამ რეაქციების სიჩქარე, ეფექტურობა
და კოორდინაციის ხარისხი განსაზღვრავს სპორტულ პროდუქტიულობას, გამძლეობას,
ძალას და აღდგენის შესაძლებლობას.
ATP-აზა
- ენერგიის მყისიერი გენერაციის საფუძველი
ATP-აზა ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ფერმენტია ვარჯიშის დროს, რომლის
მთავარი ფუნქცია ATP-ის დაშლა და კუნთის შეკუმშვისთვის საჭირო ენერგიის
გამოყოფაა. ფიზიკური აქტივობისას ATP-აზის აქტივობა მკვეთრად იზრდება, რაც
პირდაპირ განსაზღვრავს კუნთის შეკუმშვის სიჩქარესა და ძალას; განსაკუთრებით
მაღალია მისი აქტივობა სწრაფად შეკუმშვად ბოჭკოებში. რეგულარული ვარჯიში
ზრდის როგორც ATP-აზის რაოდენობას, ისე მის კატალიზურ ეფექტიანობას, რაც
საბოლოოდ სპორტულ პროდუქტიულობას აძლიერებს.
კრეატინფოსფატკინაზა (CPK)
კრეატინფოსფატკინაზა მონაწილეობს კრეატინფოსფატის სისტემაში - ყველაზე
სწრაფ ენერგეტიკულ მექანიზმში, რომელიც გამოიყენება მოკლე, ძალოვან და
სპრინტულ მოძრაობებში. მისი ძირითადი როლი ATP-ის სწრაფი აღდგენა და
ენერგიის ეფექტიანი ტრანსპორტია მიოფიბრილებში, რაც უზრუნველყოფს მაღალი
ინტენსივობის მუშაობას. რეგულარული ვარჯიში ამ ფერმენტის სხვადასხვა
იზოფორმას უფრო ეფექტიანად ამუშავებს, რის შედეგადაც სპორტსმენის მოკლე
სპრინტული ძალა და ძალოვანი წარმადობა იზრდება.
გლიკოლიზის ძირითადი ფერმენტები. ენერგია, მკვეთრი დატვირთვისთვის.
მაღალი ინტენსივობის, მაგრამ შედარებით ხანგრძლივი დატვირთვისას დომინირებს
ანაერობული გლიკოლიზი, სადაც აქტიურდება ფერმენტების მთელი კომპლექსი.
ფოსფოფლუქტოკინაზა (PFK) წარმოადგენს გლიკოლიზის სიჩქარის მთავარ
მარეგულირებელს, ხოლო ლაქტატდეჰიდროგენაზა (LDH) პასუხისმგებელია ლაქტატის
წარმოქმნასა და გარდაქმნაზე. ვარჯიშის რეგულაციის შედეგად მათი აქტივობა
მატულობს, ორგანიზმი უფრო ეფექტურად იყენებს ლაქტატს, მცირდება დაღლილობა
და უმჯობესდება როგორც სიჩქარე, ისე გამძლეობა.
ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის ფერმენტები. ენერგია, გამძლეობის
ვარჯიშისთვის.
დაბალი და საშუალო ინტენსივობის, ხანგრძლივი ვარჯიშისას ენერგიის მთავარ
წყაროდ ცხიმოვანი მჟავები გვევლინება. ამ პროცესში კრიტიკულ მნიშვნელობას
ატარებენ აკილ-კოას დეჰიდროგენაზები, ენოილ-რედუქტაზები და
კარნიტინ-პალმიტოილტრანსფერაზის (CPT I/II) კომპლექსი. რეგულარული
გამძლეობის ვარჯიში ზრდის ამ ფერმენტების რაოდენობას მიტოქონდრიებში და
აძლიერებს ცხიმოვანი მჟავების ჟანგვის უნარს. შედეგად ორგანიზმი ზოგავს
გლიკოგენს, უკეთ უმკლავდება ხანგრძლივ დატვირთვებს და მნიშვნელოვნად
აუმჯობესებს გამძლეობას.
|
 |
|
ვიტამინები (ლათინური vita "სიცოცხლე" + ამინი) არის სხვადასხვა ქიმიური ბუნების ორგანული ნაერთების ჯგუფი, რომელიც გაერთიანებულია ორგანიზმისთვის აბსოლუტური აუცილებლობის საფუძველზე, როგორც საკვების განუყოფელი ნაწილი,
რადგანაც ადამიანის ორგანიზმში მათი სინთეზი ან საერთოდ არ ხდება, ან
არასაკმარისია. მათი უმეტესობა გახლავთ ფერმენტების კოენზიმები ან მათი წინამორბედები. ვიტამინები საკვებში ძალიან მცირე რაოდენობით გვხვდება და, შესაბამისად, მიკროელემენტებთან ერთად ცალკე კლასიფიცირდება, როგორც მიკრონუტრიენტები. ვიტამინებს არ მიაკუთვნებენ არა მხოლოდ მიკროელემენტებს, არამედ შეუცვლელ ამინომჟავების და შეუცვლელ ცხიმოვანი მჟავებსაც. ზუსტი განმარტების არარსებობის გამო, სხვადასხვა დროს ვიტამინებად განსხვავებული რაოდენობის ნივთიერებები კლასიფიცირდება. დღეისთვის ცნობილია 13 ვიტამინი.
ამ კლასის ნაერთები მონაწილეობენ:
ვიტამინები საკვებში მცირე
რაოდენობით გვხვდება, ამიტომ მიკროელემენტებთან ერთად მიეკუთვნება
მიკრონუტრიენტებს
-
ნაერთებს, რომლებიც მცირე
რაოდენობის მიუხედავად ასრულებენ სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვან ფუნქციას. იყოფიან ორ დივიზიად: წყალში ხსნადი: B
ჯგუფის ვიტამინები და C; და ცხიმში
ხსნადი: A, D, E, K. ეს ჯგუფები განსხვავდება
შეწოვის, ორგანიზმში დეპონირების და
დეფიციტის განვითარების სიჩქარით, რაც შესაძლოა
მნიშვნელოვანი აღმოჩნდეს სპორტსა და ფიზიკურ აქტივობაში.
|
?
|
საჭიროა თუ არა ვიტამინების
დამატებითი მოხმარება ფიზიკურად აქტიური ადამიანებისთვის?
მოკლე პასუხი: ძირითადად არა, იშვიათი გამონაკლისების გარდა.
[2], [4], [6] |
მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერებში
კვლავ არსებობს განსხვავებული მოსაზრებები ფიზიკურად აქტიურ
ადამიანებისათვის ვიტამინების დამატებითი საჭიროების შესახებ, თანამედროვე
მტკიცებულებების უმეტესობა მიუთითებს, რომ რეგულარული ფიზიკური აქტივობა
მართლაც ზრდის ზოგიერთ ვიტამინზე მოთხოვნილებას, განსაკუთრებით მათზე,
რომლებიც მეტაბოლიზის, ენერგიის გამომუშავების და ანტიოქსიდანტურ დაცვაში
მონაწილეობენ. ამასთან აღსანიშნავია, რომ სრულფასოვანი და დაბალანსებული
კვება უმეტეს შემთხვევაში უზრუნველყოფს ამ საჭროების დაკმაყოფილებას, ხოლო
ვიტამინების დანამატების სახით გამოყენება მიზანშეწონილია მხოლოდ
სპეციფიური პირობების დადგომისას. ასეთის მაგალითად უპირველესყოვლისა
საგულისხმოა, თუ ადგილი აქვს რაციონში სპორტული საკვები დანამატების,
ფუნქციური საკვები პროდუქტების და სხვა ამგვარი დანამატების მნიშვნელოვანი
რაოდენობით გამოყენებას, როდესაც ინდივიდი ცდილობს გაამდიდროს საკვები ან
მათი დახმარებით ნაწილობრივ ჩაანაცვლოს ჩვეულებრივი კვება.
უსათუოდ, ასეთ შემთხვევაში ნახევრად სინთეზური ან მთლიანად
ხელოვნური საკვები საჭიროებს შესაბამის ვიტამინურ უზრუნველყოფას.
|
|
საბაზისო პრინციპი: ვიტამინების
მოთხოვნა ფიზიკურად აქტიურ და არაქტიურ პირებში
თითქმის ერთნაირია.
[2],
[3], [5] |
ეს სპორტული მედიცინისა
და საერთაშორისო ექსპერტების მიერ მიღებული საბაზისო პრინციპია.
ფიზიკური აქტივობა მნიშვნელოვნად ზრდის მოთხოვნას მაკრონუტრიენტებზე,
განსაკუთრებით ენერგიაზე, ცილებსა და ნახშირწყლებზე, თუმცა მათთან ერთად
ვიტამინების საჭიროების ზრდა არ ხდება პროპორციულად. ვარჯიშის შედეგად
მატულობს მრავალი ფერმენტის აქტივობა, მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ ორგანიზმი
ვიტამინის დეფიციტში გადადის, ვიტამინების ადეკვატური კოფერმენტული
ფუნქციებისთვის საჭირო რაოდენობა ჩვეულებრივ კვებაში უკვე საკმარისადაა
წარმოდგენილი. გარდა ამისა, რეგულარული დატვირთვები თვითონვე აუმჯობესებს
ვიტამინების გამოყენების ეფექტიანობას: იზრდება მიტოქონდრიების სიმჭიდროვე,
ძლიერდება ფერმენტული სისტემები და ოპტიმიზირდება მეტაბოლური პროცესები,
რაც ორგანიზმს საშუალებას აძლევს იგივე რაოდენობის მიკრონუტრიენტებით უფრო
ეფექტიანად იმუშაოს. სწორედ ამიტომ საერთაშორისო კონსენსუსის მიხედვით
(American College of Sports Medicine, IOC, EFSA) ასკვნის, რომ ფიზიკურად
აქტიური ადამიანების უმეტესობას შეუძლია საჭირო რაოდენობის ვიტამინების
მიღება სრულფასოვანი და დაბალანსებული კვებით.
როდის შეიძლება სპორტსმენს ნამდვილად დასჭირდეს
ვიტამინების დამატებითი მიღება?
გამონაკლისები მართლაც არსებობს, თუმცა ისინი უშუალოდ
ვარჯიშის პროცესს არ უკავშირდება და დაკავშირებულია ისეთ პირობებთან,
როგორიცაა მკაცრი დიეტა - მაგალითად, წონის დაკლების რეჟიმი, კალორიული
დეფიციტი, დაბალცხიმიანი ან ნახშირწყლებად შეზღუდული კვება, ასევე ვეგანური
ან სხვა სპეციფიკური ტიპის რაციონი. მსგავსი საჭიროება ჩნდება მაშინაც,
როდესაც სპორტსმენი იცავს დაბალკალორიულ კვებას (cutting), რაც ხშირია
საბრძოლო ხელოვნებებში, ბოდიბილდინგში და ტანვარჯიშში.
დამატებითი რისკი იკვეთება მონოტონური და მცირე ასორტიმენტით შემდგარი
კვების შემთხვევაში, როდესაც ენერგეტიკული და მიკრონუტრიენტული
უზრუნველყოფა არასაკმარისია. ვიტამინ D-ის დეფიციტი ხშირია იმ ადამიანებში,
რომლებიც მცირე დროით არიან მზეზე ან მუშაობენ დახურულ სივრცეში.
დამტკიცებული დეფიციტების შემთხვევაში - ყველაზე ხშირად ვიტამინ D-ის,
იშვიათად კი B₁₂-ის (განსაკუთრებით ვეგანებში) - დანამატების მიღება
მიზანშეწონილია. ახალგაზრდულ ასაკში, განსაკუთრებით სწრაფი ზრდის პერიოდში,
სპორტსმენებს შეიძლება ჰქონდეთ რკინისა და ფოლატის გაზრდილი მოთხოვნა,
განსაკუთრებით გოგონებში.
ასევე მნიშვნელოვანია, რომ ძალიან მაღალი დატვირთვების ან გადაღლის
პერიოდში ზოგჯერ დასაშვებია ანტიოქსიდანტების (C და E ვიტამინების)
მიზნობრივი გამოყენება, თუმცა სიფრთხილეა აუცილებელი: დიდმა
დოზებმა შესაძლოა არასასურველად შეაფერხოს
ვარჯიშით გამოწვეული ადაპტაციური პროცესები, რადგან ახდენს რეაქტიული
ჟანგბადის ფორმების (ROS) სიგნალიზაციის დაქვეითებას.
რატომ არ აუმჯობესებს დამატებითი
ვიტამინების მიღება სპორტულ პროდუქტიულობას ჩვეულებრივ პირობებში?
ამ საკითხის განხილვისას აუცილებელია მხედველობაში იქონიოთ, რომ
"ჩვეულებრივი პირობები" გულისხმობენ ვიტამინების დეფიციტის არ არსებობას.
ხოლო ვიტამინების
დამატებით მიღება სპორტულ პროდუქტიულობაზე უკვე
გავლენას თითქმის არ ახდენს, რადგან ვიტამინები
არ წარმოადგენენ ენერგიის უშუალო წყაროს, მათი
დეფიციტის არ არსებობის პირობებში ვიტამინების
ჭარმად დამატება არ აუმჯობესებს
VO₂
max-ს, არც დააჩქარებს
კუნთოვანი მასის ზრდას და არც
გაზდის ძალას. მათი მონაწილეობა ანაბოლურ
პროცესებშიც შეზღუდულია, თუ ადამიანს დეფიციტი არ გააჩნია.
ამრიგად შესაძლებელია დავასკვნათ, როდესაც
კონკრეტული ვიტამინის დონე ნორმის ფარგლებშია, დამატებით მიღებული
რაოდენობა ეფექტს აღარ იძლევა, მაშინ როცა ზედმეტად მაღალი მიღება -
განსაკუთრებით ცხიმში ხსნადი ვიტამინების შემთხვევაში -
შეიძლება ტოქსიკურობამდეც კი მივიდეს.
|
|
საერთაშორისო მონაცემებზე
დაფუძნებული დასკვნა: ფიზიკურად აქტიურ ადამიანს ავტომატურად
არ ექმნება ვიტამინების გაზრდილი მოთხოვნა. ეს საჭირო ხდება არა
სპორტსმენებისთვის ზოგადად, არამედ მხოლოდ იმ შემთხვევებში,
როდესაც სპორტსმენის კვება შეზღუდულია, დიეტურად ერთფეროვანია,
დაბალკალორიულია ან არსებობს ვიტამინური დეფიციტის რისკფაქტორი. |
|
ვიტამინები |
 |
|
სპეც. პეპტიდები |
|
პეპტიდები როგორც ცნობილია წარმოადგენენ ამინომჟავების მოკლე ჯაჭვებს, ზოგიერთი მათგანი გადამწყვეტ როლს თამაშობს სხვადასხვა ბიოლოგიურ პროცესებში. მაგალითად ინსულინი და გლუკაგონი, ერთმანეთის ანტაგონისტი სპეციფიურ პეპტიდებს მიეკუთვნებიან, რომლებიც სისხლში შაქრის შემცველობის დონესა და ორგანიზმში ნახშრწყლების მარაგებს არეგულირებენ. ასევე ბრადიკინინი და ენდორფინი ანტაგონისტურად ზემოქმედებენ ტკივილის შეგრძნებაში. ხოლო, პეპტიდები გრელინი და ლეპტინი პასუხისმგებლები გახლავთ მადის აღძვრასა და მის დათრგუნვაში. ვაზოპრესინი არეგულირებს ორგანიზმში სითხის ბალანსს, თირკმელებში წყლის რეაბსორბციის ზრდით. ანგიოტენსინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს არტერიული წნევის რეგულირებაში და სითხის ბალანსში. |
 |
|
ბიოაქტიური ამინომჟავები გახლავთ სპეციფიკური ამინომჟავები, რომლებსაც გააჩნიათ მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური ეფექტი ორგანიზმზე. სპორტული დანამატების გამოყენების კონტექსტში მათი როგორც ცილების სამშენებლო ბლოკების გარდა მოიხმარენ სპორტული ეფექტურობის ან და ფიტნესის შედეგების გასაუმჯობესებლად, ხელს უწყობენ კუნთების ზრდას, ასევე აუმჯობესებენ აღდგენას და დაღლის ფაზიდან გამოსვლას. ძირითადად გამოიყენებიან შემდეგი წარმომადგენლები: განშტოებული ჯაჭვის ამინომჟავები (BCAA), L-გლუტამინი,
L-არგინინი, ბეტა-ალანინი, L-კარნიტინი და ტაურინი. |
სპეც. ამინომჟავები |
 |
|