Introducere
Dacă oamenii ar răspunde sincer la întrebarea „Care sunt motivele pentru care vă exercitați?”, Un răspuns frecvent ar fi să ardeți calorii. De fapt, conform brevetului U.S. Departamentul de sănătate și servicii umane (1992), 26% din S.U.A. adulții cu vârsta cuprinsă între 20 și 74 de ani sunt supraponderali, ceea ce demonstrează în mod clar impactul acestei preocupări naționale. Atunci când este combinat cu faptul că reducerea grăsimii corporale poate inversa mai multe procese ale bolii (de exemplu, diabet de tip II, boli de inimă etc.), exercițiile fizice se adaugă la cheltuielile calorice totale și exercițiul maximizează, de asemenea, pierderea de grăsime corporală și menținerea sau creșterea masa musculară, participarea la exerciții este o strategie foarte consecventă și plină de satisfacții pentru a pierde grăsimea corporală și a vă îmbunătăți sănătatea.

caloriilor

Adecvarea exercițiilor fizice ca mijloc de a arde calorii a fost recunoscută de industria fitnessului. Există multe tipuri de modalități de exerciții care sunt comercializate cu pretenția de a „arde mai multe calorii”, iar consumatorul este lăsat să se întrebe ce anume determină numărul de calorii arse în timpul exercițiului. Această situație este motivul fundamental pentru scrierea acestui articol.

Dumneavoastră, profesionistul în fitness, trebuie să fiți conștienți de ceea ce determină câte calorii arde corpul în timpul exercițiilor fizice, de ce respectă anumite reguli care dictează amploarea cheltuielilor calorice și care sunt cele mai bune tipuri de exerciții care măresc cheltuielile calorice. Cu aceste cunoștințe vă puteți educa în mod eficient clienții la obiective mai realiste care pot fi realizate cu prescripția dvs. de exercițiu. În plus, puteți explica mai bine clienților dvs. adevărul despre multe dintre afirmațiile publicitare care sugerează că o anumită modalitate de exercițiu este cea mai bună pentru cheltuielile calorice și pierderea în greutate.

Vom începe cu o scurtă discuție despre relația dintre exercițiul aerob, cheltuielile calorice și intensitatea exercițiului. Vom prezenta apoi datele dintr-un studiu de caz de laborator pe care l-am efectuat pentru a compara răspunsurile cardiorespiratorii și cheltuielile calorice în timpul ciclului de ergometrie, al ergometriei brațului și al ergometriei combinate a picioarelor și brațelor. Rezultatele prezentate vor fi combinate cu cercetările publicate pe această temă pentru a ilustra în mod clar relația dintre intensitatea exercițiului, exercițiul inferior și superior al corpului și cheltuielile calorice.

Ce determină cheltuielile calorice în timpul exercițiului?
În repaus, corpul tău cheltuiește energie pentru a menține funcțiile celulelor care sunt esențiale pentru viață. Pomparea continuă a sângelui de către inimă necesită energie, la fel ca și ventilația continuă (mișcarea aerului în și în afara) plămânilor. În plus, menținerea unui mediu care susține viața în interiorul și în jurul celulelor necesită o defalcare constantă a anumitor molecule care eliberează energie. Această energie este, de asemenea, utilizată pentru a forma moleculele necesare pentru repararea celulelor, stocarea energiei (glicogen și trigliceride), combaterea infecțiilor și prelucrarea nutrienților obținuți din digestie. Aceste funcții care necesită energie se combină pentru a forma rata metabolică bazală a corpului, care poate varia de la aproximativ 800 la 1500 Kcals, în funcție de mărimea corpului și de aportul caloric total (cantitatea de alimente ingerată).

Adenozin trifosfatul (ATP) este principala moleculă pe care corpul o folosește ca mijloc de a utiliza energia chimică pentru a efectua lucrări celulare. Exercițiile fizice se adaugă la cheltuielile calorice ale corpului, deoarece contracția musculară implică necesitatea formării și descompunerii ATP în mod repetat. Energia eliberată în urma descompunerii ATP alimentează contracția mușchilor scheletici, adăugând astfel la cerințele de energie ale corpului și crescând cheltuielile calorice. Cercetările au arătat că în timpul exercițiului, creșterea cheltuielilor calorice se datorează aproape în totalitate contracției mușchiului scheletic; echilibrul se datorează unei creșteri a cererii de energie a inimii și a mușchilor utilizați în timpul ventilației.

Cum se măsoară cheltuielile calorice?
Cheltuielile calorice pot fi măsurate direct, ceea ce necesită măsurarea căldurii eliberate de corp sau, indirect, măsurarea ventilației și schimbul de oxigen și dioxid de carbon de către organism. Aceste metode sunt denumite calorimetrie directă și respectiv calorimetrie indirectă, iar cercetarea și validarea acestor metode datează de la sfârșitul anilor 1890 (Lusk, 1928). Din numeroase motive metodologice, metoda calorimetriei indirecte este cea mai potrivită și mai precisă pentru a evalua cheltuielile calorice în timpul efortului.

Când o persoană cheltuiește calorii, corpul folosește oxigen și produce dioxid de carbon. Nu toate reacțiile corporale consumă oxigen și produc dioxid de carbon, dar fără reacțiile care o fac, celelalte reacții ale celulelor s-ar opri în cele din urmă, iar celulele ar muri. Acest fapt este important, deoarece înseamnă că cuantificarea consumului de oxigen și a producției de dioxid de carbon este un mijloc indirect de măsurare a caloriilor care sunt eliberate și utilizate de reacțiile corpului. Tot ce trebuie să știm este relația dintre consumul de oxigen și cheltuielile calorice. Din fericire, oamenii de știință care au studiat calorimetria în primele două decenii ale secolului al XIX-lea au stabilit această relație pentru noi (Lusk, 1928).

Numărul de calorii eliberate din consumul de oxigen în timpul metabolismului celular diferă ușor atunci când carbohidrații, grăsimile sau proteinele sunt sursa de nutrienți. Cu toate acestea, întrucât organismul folosește predominant carbohidrați și grăsimi ca surse de nutrienți, sau „substraturi energetice”, trebuie doar să ne concentrăm asupra acestor substraturi. Energia eliberată din carbohidrați și grăsimi în organism este de aproximativ 4,0 și 9,0 Kcal/gm de substrat. Astfel, grăsimea este o sursă de energie mai densă decât carbohidrații. Totuși, amintiți-vă că nu ne preocupă cantitatea de energie disponibilă dintr-o cantitate dată de substrat energetic, ci cât de multă energie este disponibilă în raport cu consumul de oxigen. Pentru catabolismul pur (carbohidrați) și grăsimi (descompunere), aceste cantități calorice sunt de fapt 5,05 și respectiv 4,73 Kcal/litru O2. Prin urmare, diferența de cheltuieli calorice între carbohidrații puri și catabolismul grăsimilor, a unei persoane sănătoase medii care exercită timp de 30 de minute la un VO2 (consum de oxigen) de 1,5 L/min, s-ar ridica la 14,4 Kcals (227,25 Kcals carbohidrați la 212,85 Kcals grăsime) . Aceasta este o mică diferență, dar indică faptul că, pentru calcule exacte ale cheltuielilor calorice în timpul exercițiului, este necesar să știm cât de mulți carbohidrați și grăsimi sunt folosiți ca substraturi energetice.

Contribuția carbohidraților și a grăsimilor la metabolismul energetic (procesul de schimbări chimice pentru a furniza energie) poate fi determinată din raportul dintre producția de dioxid de carbon și consumul de oxigen. Aceasta este denumită RER sau raportul de schimb respirator al dioxidului de carbon la consumul de oxigen. Baza metabolică a acestei relații constă în faptul că există o producție mai mare de dioxid de carbon din catabolismul carbohidraților comparativ cu catabolismul grăsimilor. Astfel, cu cât producția de dioxid de carbon este mai mică în raport cu consumul de oxigen, cu atât este mai mare contribuția catabolismului grăsimilor la cheltuielile calorice.

Acum suntem înarmați cu cunoștințele academice necesare pentru a înțelege intensitatea exercițiului. În acest articol, accentul nostru este intensitatea exercițiului și cheltuielile calorice. Nu vom detalia cum se poate maximiza catabolismul carbohidraților sau al grăsimilor în timpul exercițiului. Vom salva acest subiect pentru un alt articol dintr-un alt număr.

Care sunt metodele valabile pentru estimarea intensității exercițiului ?
Din informațiile prezentate până acum, ar trebui să fie clar că cea mai bună măsură a schimbării metabolismului în timpul efortului este consumul de oxigen. Pe măsură ce se finalizează tranziția de la odihnă la exercițiu, există adesea o creștere exponențială la un platou a consumului de oxigen până când se atinge o rată constantă, numită stare de echilibru. Pentru exerciții de intensitate scăzută, starea de echilibru este atinsă în aproximativ 3 minute. Cu toate acestea, dacă intensitatea este prea mare sau durata exercițiului la această intensitate este prea scurtă, starea de echilibru nu este atinsă. Cercetările au arătat că starea de echilibru VO2 crește în mod liniar cu creșterea muncii sau a puterii efectuate în timpul exercițiului (McArdle și colab., 1991).

S-au finalizat multe cercetări folosind ciclismul ca mod de exercițiu. Acest lucru se datorează faptului că o măsură a muncii și puterii se obține cu ușurință din ciclism utilizând cicluri staționare adecvate care permit cuantificarea muncii și puterii. Aceste cicluri speciale sunt denumite ergometre ciclice, iar ergometrele precum acestea sunt făcute și pentru exerciții la braț și sunt denumite ergometre pentru brațe. Capacitatea de a cuantifica puterea sau munca în timpul exercițiului este importantă, deoarece permite un mod valid științific de a schimba intensitatea exercițiului și, prin urmare, de a evalua modul în care funcția corpului se schimbă în timpul schimbărilor cunoscute de intensitate. Datorită acestei precizări științifice am folosit un ergometru pentru brațe și picioare pentru experimentul de studiu de caz prezentat în acest articol.

Nivelul dvs. de fitness va afecta numărul de calorii pe care le ardeți?
Da, pe măsură ce antrenezi rezistența, corpul tău se adaptează în multe mecanisme fiziologice. O adaptare pozitivă este o intensitate mai mică a ritmului cardiac submaximal în timpul antrenamentelor aerobice la un anumit consum de oxigen. Persoanele în formă se vor provoca adesea făcând exerciții mai grele, crescând intensitatea ritmului cardiac și astfel arzând mai multe calorii, deoarece își cresc și consumul de oxigen submaximal.

Poate anumite tipuri de exerciții să ardă mai multe calorii decât altele?
Pe baza principiilor fundamentale ale calorimetriei indirecte, pentru a arde mai multe calorii în timpul exercițiului trebuie să crești consumul de oxigen. Problema exercițiului și a cheltuielilor calorice este la fel de simplă. Cu toate acestea, mulți oameni au primit sau au înțeles că cheltuielile calorice pot fi diferite pentru anumite tipuri de exerciții. Este posibil să vă amintiți anumite sloganuri publicitare care susțin: „Acest exercițiu va arde mai multe calorii decât alergatul sau mersul cu bicicleta singur” etc. Majoritatea acestor afirmații se bazează pe modul în care anumite exerciții utilizează mai mult mușchi și, prin urmare, vor crește consumul de oxigen și vor arde mai multe calorii. Sună atractiv, nu-i așa? Dacă voi folosi mai mult mușchi, voi folosi mai mult oxigen și voi arde mai multe calorii! Cu toate acestea, să aplicăm o logică științifică directă la rezultatele cercetărilor publicate și să vedem cum anumite exerciții se ridică la problema cheltuielilor calorice.

Există o creștere a consumului de oxigen când se adaugă ergometria brațului la ergometria ciclului. Această combinație de exerciții mărește masa musculară exercitată. Aceste date par să susțină rațiunea conform căreia creșterea masei musculare crește consumul de oxigen și energie. Totuși, așa cum se spune în clasici, „nu totul este așa cum pare!”

În studiul nostru de caz unic, subiectul a atins cel mai mare sau maxim VO2 din ciclism și, pentru orice consum de oxigen submaximal dat, răspunsul la ritmul cardiac a fost cel mai mare pentru ergometria brațului și cel mai mic pentru ciclism singur. Frecvența cardiacă mai mare a corespuns, de asemenea, cu percepții mai mari de efort (RPE) pentru un consum dat de oxigen în timpul brațului și al ergometriei combinate a brațelor și picioarelor. Cu alte cuvinte, este mai dificil să exersezi atunci când exercițiul brațului este combinat cu exercițiul inferior al corpului (Toner și colab., 1990). Prin urmare, adăugarea brațelor la exercițiu a făcut exercițiul să se simtă mai greu datorită creșterii masei musculare a corpului, dar consumul efectiv de oxigen pentru o anumită frecvență cardiacă a fost mai mic decât funcționează doar picioarele.

O comparație mai bună a răspunsurilor organismului la diferite tipuri de exerciții apare atunci când exercițiile sunt comparate la aceeași intensitate. La urma urmei, este evident că adăugarea ergometriei brațelor va crește consumul de oxigen, deoarece adaugă exerciții suplimentare, ceea ce crește intensitatea. În plus, știm că o creștere a intensității va crește consumul de oxigen și cheltuielile de energie. Cu toate acestea, dacă adăugarea exercițiului brațului face exercițiul prea intens, atunci finalizarea exercițiului inferior al corpului va permite efectuarea exercițiului mai mult timp la o anumită intensitate a exercițiului și, prin urmare, arderea mai multor calorii totale (Loftin și colab., 1988) . Pentru o anumită frecvență cardiacă, există un consum mai mare de oxigen în timpul ergometriei ciclului, decât în ​​cazul brațului sau al brațului combinat și al ergometriei ciclului.

De ce consumul de oxigen și cheltuielile calorice sunt mai mici în timpul exercițiilor fizice care implică partea superioară a corpului?
Exercițiul care implică musculatura superioară a corpului este în general complicat de masa musculară relativ mică. Masa musculară mai mică este mai puțin eficientă decât masa musculară mare în inducerea revenirii fluxului de sânge la inimă, reducând volumul de sânge pompat de inimă la fiecare bătaie și, prin urmare, provocând o frecvență cardiacă crescută. În plus, pentru o intensitate dată, contracția musculaturii superioare a corpului asigură o rezistență mai mare la fluxul sanguin decât pentru exercițiul inferior al corpului, rezultând o creștere mai mare a tensiunii arteriale. Acești factori au ca rezultat o capacitate maximă relativ mică de a consuma oxigen în timpul ergometriei brațelor.

Pe măsură ce intensitatea exercițiilor fizice crește, corpul trebuie să încerce să asigure un flux sanguin crescut către mușchiul contractant. În mod normal, pentru exercițiile corporale inferioare, acest lucru este tolerat. Cu toate acestea, adăugarea exercițiului superior al corpului la exercițiul inferior poate furniza o cerere care depășește capacitatea organismului de a distribui și pompa sânge către mușchiul care lucrează. Pe scurt, sângele nu poate fi pompat suficient de rapid pentru a perfuza în mod adecvat (răspândirea prin) atât musculatura inferioară, cât și musculatura superioară. Acest raționament explică consumul maxim mai mic de oxigen pentru ergometria combinată a brațului și piciorului, comparativ cu ergometria piciorului, chiar dacă ritmul cardiac maxim este identic pentru cele două teste. Extracția oxigenului înmulțită cu fluxul de sânge către mușchiul scheletic este mai mare doar pentru exercițiul picioarelor decât extracția combinată de oxigen și fluxul de sânge către corpul superior și mușchii picioarelor combinate. Cu toate acestea, pentru persoanele care sunt înzestrate genetic cu o inimă mare, un volum mare de sânge și mușchi care pot folosi oxigenul la rate mai mari, limitările cardiovasculare ale exercițiilor combinate ale corpului superior și inferior sunt mai puțin severe. Acest fapt explică valorile mari cunoscute pentru VO2 max raportate în literatura de specialitate pentru schiorii și canoterii de elită.

Deci, exercițiul inferior al corpului este mai bun decât exercițiul combinat al corpului superior/inferior?
Mai bine pentru ce? Scopul acestui articol a fost de a explica relația dintre exercițiu și cheltuielile calorice în timpul corpului superior, inferior și al exercițiului combinat superior/inferior, folosind cercetări fiziologice și o demonstrație de studiu de caz. Dacă angajamentul pe tot parcursul vieții față de activitatea fizică pentru o formă de fitness legată de sănătate este obiectivul pentru dvs. și pentru elevii dvs., recomandarea noastră este să alegeți o activitate aerobă (numai corpul inferior sau corpul superior/inferior) pe care să vă bucurați și pe care să o puteți adera . Un obiectiv secundar al acestui articol a fost de a vă ajuta, în calitate de profesioniști, să explicați clienților dvs. de ce anumite revendicări publicitare pot fi înșelătoare sau neadevărate. Sperăm că v-am furnizat informațiile pentru a face acest lucru acum. Trebuie menționat faptul că beneficiile fiziologice pe termen lung ale exercițiilor fizice regulate ale corpului superior/inferior nu au fost pe deplin elucidate în rezultatele cercetării. Prin urmare, nu este o chestiune ca un tip de exercițiu să fie mai bun decât altul. Mai degrabă este importantă clarificarea adaptărilor distinctive ale corpului la cerințele impuse ale acestor diferite regimuri de exerciții.

Recomandări și aplicații
Din acest articol am dori să oferim următoarele recomandări și aplicații:

1. Deși accesibilitatea și disponibilitatea echipamentelor sunt întotdeauna o considerație, atunci când îi ajutăm pe clienți să aleagă modalitățile aerobice, încearcă să găsească activități de exercițiu de care se bucură și vor dori să continue, indiferent de corpul inferior vs. problema corpului superior/inferior.

2. Multe persoane consideră că exercițiile superioare/inferioare ale corpului sunt mai provocatoare, îndeplinind astfel un criteriu important pentru cerințele lor personale de antrenament. Beneficiile fitnessului muscular ale exercițiilor fizice superioare/inferioare nu au fost încă realizate pe deplin.

3. Datorită cerințelor fiziologice complexe ale corpului, la o anumită intensitate a ritmului cardiac, exercițiile fizice inferioare vor duce la cheltuieli calorice ușor mai mari în comparație cu exercițiile corporale superioare/inferioare.

4. Când exercițiul superior al corpului este combinat cu exercițiul inferior al corpului, ritmul cardiac crescut și răspunsul RPE nu reflectă neapărat o creștere semnificativă a cheltuielilor calorice.

5. Având în vedere numărul de laboratoare de fiziologie universitare, spitalicești și din sectorul privat bine echipate disponibile în întreaga țară, agenții de publicitate ar trebui să poată susține afirmațiile lor cu cercetări valide și independente. În calitate de profesioniști din domeniul sănătății și fitnessului și potențiali proprietari ai produselor lor, aveți dreptul să le cereți să vă împărtășească aceste date.