Zmiany metaboliczne u koni w czasie wysiłku i treningu

Dr inż. Katarzyna Neuberg-Zuchowicz:

Organizm konia posiada wiele cech umożliwiających podejmowanie dużego wysiłku fizycznego. Cechy te kształtowały się w toku ewolucji, kiedy konie żyły na stepie, a ich głównym zagrożeniem były drapieżniki. Tylko te osobniki, które były szybkie, silne i wytrzymałe miały szanse na przetrwanie. Na możliwość podejmowania dużego wysiłku koni składa się szereg fizjologicznych cech:

• wysoki pułap tlenowy (zdolność pochłaniania tlenu przez organizm);
• niezwykle sprawny układ krwionośny (wysoka pojemność minutowa serca, czyli objętość krwi jaką serce tłoczy w ciągu jednej minuty);
• rezerwa erytrocytów w śledzionie, które uwalniane podczas stresu i wysiłku zwiększają możliwości transport tlenu w organizmie;
• mięśnie zawierające znaczną ilość glikogenu, materiału zapasowego wykorzystywanego do produkcji energii potrzebnej pracującym mięśniom;
• odpowiednia budowa układu ruchu – kończyny konia to układ dźwigni umożliwiający wysoką wydajność poruszania;
• zjawisko sprzężenia lokomotorycznego, czyli powiązania pracy układu oddechowego z układem ruchu. W czasie galopu liczba kroków stawianych w ciągu minuty jest równa liczbie oddechów.

Jednym z ważniejszych elementów egzystencji konia jest wysiłek fizyczny. Wysiłek fizyczny definiuje się jako działanie mięśni szkieletowych, którego wynikiem jest wykonywanie pracy. Powysiłkowe i potreningowe zmiany w organizmie są przedmiotem badań fizjologów zajmujących się wysiłkiem oraz przedmiotem zainteresowania trenerów i sportowców. Trening należy rozumieć jako celowo organizowany proces zmierzający do osiągnięcia sprawności odpowiedniej do określonej dyscypliny czy rodzaju użytkowania.

Wysiłek fizyczny, który jest podstawą treningu wymaga współpracy wszystkich układów organizmu: nerwowego, krwionośnego, oddechowego oraz aparatu ruchu. W wyniku współpracy wszystkich układów, w organizmie zachodzą procesy metaboliczne, czyli reakcje chemiczne, z którymi związane są przemiany energii zachodzące w żywych komórkach. Procesy metaboliczne stanowią podstawę wszelkich zjawisk biologicznych. Na metabolizm składają się reakcje kataboliczne i anaboliczne. Przemiany kataboliczne to takie które prowadzą do rozpadu związków chemicznych, w wyniku czego uwalniana jest energia. Energia potrzebna jest pracującym mięśniom oraz innym organom. Przemiany anaboliczne to takie reakcje, w wyniku których powstają związki gromadzące energię. Reakcje anaboliczne związane są ze wzrostem tkanek, czyli np. przyrostem masy mięśniowej, czy też tkanki tłuszczowej.

W czasie wysiłku fizycznego działanie poszczególnych układów jest kontrolowane przez mechanizmy hormonalne. Hormony, które są neuroprzekaźnikami, pełnią kluczową rolę w czasie wysiłku. Są to: adrenalina (epinefryna) i noradrenalina. Noradrenalina i adrenalina powodują mobilizację organizmu do ucieczki lub walki, są wytwarzane w czasie wysiłku fizycznego. Przyspieszają czynność serca, powodują skurcz naczyń krwionośnych, co skutkuje wzrostem ciśnienia tętniczego krwi, rozszerzają oskrzela, co umożliwia większe pochłanianie tlenu. Pośrednio nasilają rozkład glikogenu w wątrobie i mięśniach szkieletowych, co skutkuje wzrostem glukozy we krwi, czyli podstawowego związku energetycznego. Jednym słowem można powiedzieć, że adrenalina i noradrenalina zwiększają zdolność organizmu do dużego wysiłku fizycznego.

Podczas wysiłku w organizmie przeważają reakcje kataboliczne, czyli takie które prowadzą do uwolnienia energii. Do uwolnienia energii potrzebne są substancje, które ją magazynują. Jak wcześniej wspomniano ogólnodostępnym dla reakcji chemicznych związkiem jest glukoza. W pierwszej kolejności zużywana jest glukoza dostępna we krwi krążącej. Natomiast gdy brakuje „paliwa” dochodzi do rozkładu glikogenu, w wyniku czego uwalniana jest glukoza. Te substancje pokarmowe które nie są wykorzystane przez organizm gromadzone są w postaci glikogenu w wątrobie i mięśniach szkieletowych lub w postaci tkanki tłuszczowej (reakcje anaboliczne).

Koń przyjmując paszę pobiera związki których rozkład prowadzi do powstania glukozy. Podstawowymi związkami, z których organizm konia może czerpać energię są węglowodany złożone, szczególnie celuloza (włókno). Celuloza może być rozłożona do glukozy w organizmie dzięki temu, że jelito ślepe konia jest miejscem bytowania mikroorganizmów mających zdolność rozkładania celulozy. Paszami bogatymi we włókno są pasze objętościowe, w naszych warunkach klimatycznych jest to głównie siano. Z tego powodu siano jest podstawą żywienia koni i powinno stanowić przynajmniej 50 % dawki pokarmowej. Ważnym elementem żywienia konia pracującego są pasze treściwe, główne źródło skrobi (węglowodan złożony) oraz glukozy, fruktozy i galaktozy (węglowodanów prostych).

Węglowodany pochodzące ze zbóż są szybko rozkładane przez enzymy w jelicie cienkim, dlatego stanowią źródło łatwo dostępnej energii. Innymi ważnymi składnikami pokarmowymi są tłuszcze i białka. Tłuszcze są skoncentrowaną formą energii, rozkładane są w organizmie do kwasów tłuszczowych, mogą dostarczyć prawie dwa razy więcej energii niż węglowodany. W diecie konia występują najczęściej pod postacią olei roślinnych. Organizm konia jest w stanie pozyskać znaczną część energii z tłuszczów, jednak do diety należy wprowadzać go stopniowo. Białka rozkładane są do aminokwasów, stanowią główny budulec masy mięśniowej. Dostarczone w nadmiarze mogą być również źródłem energii. Ważnymi elementami końskiej diety są makro- i mikroelementy oraz witaminy, które odgrywają ważną rolę w procesach biologicznych zachodzących w organizmie.

Wykorzystanie składników odżywczych przez organizm trenowanego konia zależy od szeregu czynników: stopnia wytrenowania i rodzaju treningu, temperatury otoczenia, jakości paszy, stanu fizjologicznego organizmu.

Zapotrzebowanie na składniki pokarmowe i energię wzrasta wraz z intensywnością wykonywanej pracy. Wysiłek fizyczny wiąże się ze zużyciem energii, którą koń czerpie głównie z węglowodanów. Wykonywanie pracy nie zwiększa znacząco zapotrzebowania na białko. Utrata białka z potem i konieczność wbudowania białka w przyrastającą masę mięśniową, powoduje wzrost zapotrzebowania na białko w paszy o około 2 %. Jednak poziom białka w dawce pokarmowej konia musi odpowiadać zwartości energii, ponieważ najlepsze wykorzystanie paszy zależy od właściwego stosunku białka do energii.

Zwiększone zapotrzebowanie energetyczne organizmu w trakcie wysiłku zapoczątkowane jest przez wzrost poziomu adrenaliny i noradrenaliny, które mobilizują pracę układu krwionośnego i oddechowego, pośrednio powodują zmiany w mięśniach tzn. spadek zawartości glikogenu, uwolnienie wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu z tkanki tłuszczowej (lipoliza) oraz gromadzenie się kwasu mlekowego i innych produktów przemiany materii.

Zaraz po zakończeniu wysiłku organizm konia musi powrócić do stanu przed wysiłkiem, czyli powrócić do stanu homeostazy (równowagi organizmu). Kwas mlekowy nagromadzony w mięśniach, trafia razem z krwią do wątroby i serca. W wątrobie jest przemieniany do glukozy, natomiast serce wykorzystuje go jako źródło energii. Glikogen mięśniowy zużyty podczas pracy musi zostać odbudowany. Koń jest zwierzęciem u którego resynteza glikogenu odbywa się bardzo powoli i zajmuje około 3 dni. Dla porównania u człowieka resynteza glikogenu zajmuje dobę.

Zmiany metabolizmu w wyniku treningu dotyczą: wzrostu pułapu tlenowego i wzrostu objętości krwi, co pozwala na wydajniejszą pracę. W wyniku treningu dochodzi do przyrostu tkanki mięśniowej oraz poprawy metabolizmu mięśni, co powoduje wzrost siły mięśniowej i wydłuża czas zdolności do pracy. Wytrenowany organizm szybciej powraca do stanu homeostazy, zużywa mniej glikogenu oraz wykazuje większą tolerancję na zakwaszenie (kwas mlekowy).

Z uwagi na fakt, że przemiany energetyczne w mięśniach szkieletowych, a tym samym efekty treningu, zależą w dużej mierze od diety, już wkrótce opublikuję kolejny artykuł na temat: „Znaczenia diety u koni trenowanych do różnych dyscyplin”.

Referencje:

1. Fedorski J. 2003. Poradnik dla hodowców i miłośników koni. PWR i L, Poznań;
2. Gill J. 2003. Fizjologia konia. Tom I i II. Wydawnictwo ”Sport” Warszawa;
3. Hinchcliff K.W., Geor R.J., Kaneps A.J. 2008. Equine exercise physiology. WB Saunders Elsevier, Chiny;
4. Jaskólski A. 2002. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego. Wydawnictwo AWF Wrocław;
5. Kędzierski W., Podolak M. 2001. Zmiany metaboliczne koni w procesie ujeżdżania. Med. Wet. 57(3), 207-209;
6. Pilliner S., Davies Z. 2003. Jak osiągnąć mistrzowską formę koni. SIMA WLW, Warszawa;
7. Pruchniewicz W. 2003. Akademia Jeździecka. Wydawnictwo Chaber PR, Warszawa;
8. Pruski W., Grabowski J., Schuch S. 2003 (przedruk). Hodowla Koni. PWR i L, Warszawa;