10.2: Exercițiu aerob
Exercițiul aerob (cunoscut și sub numele de cardio) este un exercițiu fizic de intensitate mică până la mare, care depinde în primul rând de procesul de generare a energiei aerobice. Aerobic înseamnă literalmente „legat de, implicând sau necesitând oxigen gratuit” și se referă la utilizarea oxigenului pentru a satisface în mod adecvat cererile de energie în timpul exercițiului. În general, activitățile de intensitate ușoară până la moderată care sunt susținute suficient de metabolismul aerob pot fi efectuate pentru perioade lungi de timp. Atunci când se practică în acest fel, exemplele de exerciții cardiovasculare/aerobice sunt alergarea/joggingul pe distanțe medii sau lungi, înotul, mersul pe bicicletă și mersul pe jos, potrivit primei cercetări ample privind exercițiile aerobice, efectuate în anii 1960 pe peste 5.000 de S.U.A. Personalul Forțelor Aeriene de către Dr. Kenneth H. Cooper.
Kenneth Cooper a fost prima persoană care a introdus conceptul de exercițiu aerob. În anii 1960, Cooper a început cercetările în medicina preventivă. A devenit intrigat de convingerea că exercițiile fizice pot păstra sănătatea cuiva. În 1970 și-a creat propriul institut (Institutul Cooper) pentru cercetare non-profit și educație dedicată medicinei preventive. El a provocat milioane de persoane să devină activ și este acum cunoscut ca „tatăl aerobicului”.
Exercițiu aerob versus anaerob
Exercițiul și fitnessul aerob pot fi contrastate cu exercițiile anaerobe, dintre care antrenamentul de forță și alergarea pe distanțe scurte sunt cele mai importante exemple. Cele două tipuri de exerciții fizice diferă de durata și intensitatea contracțiilor musculare implicate, precum și de modul în care energia este generată în mușchi. Exercițiul anaerob devine necesar atunci când inima și plămânii nu pot ține pasul cu cerințele de oxigen ale mușchiului.
Noile cercetări privind funcțiile endocrine ale contractării mușchilor au arătat că atât exercițiile aerobice, cât și cele anaerobe promovează secreția de miokine, care sunt hormoni benefici, cu beneficii asociate, inclusiv: creșterea țesutului nou, repararea țesuturilor și diferite funcții antiinflamatorii, care în la rândul său, reduceți riscul de a dezvolta diferite boli inflamatorii. La rândul său, secreția de miokine depinde de cantitatea de mușchi contractat și de durata și intensitatea contracției. Ca atare, ambele tipuri de exerciții (aerobic și anaerob) produc o serie de beneficii pentru sănătate.
În aproape toate condițiile, exercițiul anaerob este însoțit de exerciții aerobe, deoarece metabolismul anaerob mai puțin eficient trebuie să completeze sistemul aerob datorită cerințelor de energie care depășesc capacitatea sistemului aerob. Ceea ce se numește în general exercițiu aerob ar putea fi mai bine denumit „exclusiv aerob”, deoarece este conceput pentru a avea o intensitate redusă suficientă pentru a nu genera lactat (sau acid lactic), astfel încât toți carbohidrații să fie transformați aerob în energie.
Inițial în timpul efortului crescut, glicogenul muscular este descompus pentru a produce glucoză, care suferă glicoliză producând piruvat, care apoi reacționează cu oxigenul (ciclul Krebs, chimiosmoza) pentru a produce dioxid de carbon și apă și eliberează energie. Dacă există o lipsă de oxigen (exercițiu anaerob, mișcări explozive), carbohidrații sunt consumați mai rapid, deoarece piruvatul fermentează în lactat. Dacă intensitatea exercițiului depășește rata cu care sistemul cardiovascular poate alimenta mușchii cu oxigen, rezultă o acumulare de lactat și face imposibilă continuarea exercițiului. Efectele neplăcute ale acumulării de lactat includ inițial senzație de arsură la nivelul mușchilor și pot include în cele din urmă greață și chiar vărsături dacă exercițiul este continuat fără a permite lactatului să se elibereze din sânge.
Pe măsură ce nivelurile de glicogen din mușchi încep să scadă, glucoza este eliberată în sânge de către ficat, iar metabolismul grăsimilor este crescut astfel încât să poată alimenta căile aerobe. Exercițiile aerobe pot fi alimentate de rezervele de glicogen, rezervele de grăsime sau o combinație a ambelor, în funcție de intensitate. Exercițiul aerob prelungit de nivel moderat la 65% VO2 max (frecvența cardiacă de 150 bpm pentru un om în vârstă de 30 de ani) are ca rezultat contribuția maximă a grăsimilor la cheltuielile totale de energie. La acest nivel, grăsimea poate contribui cu 40% până la 60% din total, în funcție de durata exercițiului. Un exercițiu energic peste 75% VO2 max (160 bpm) arde în principal glicogenul.
Mușchii majori la un om odihnit și neinstruit conțin de obicei suficientă energie pentru aproximativ 2 ore de exerciții energice. Epuizarea glicogenului este o cauză majoră a ceea ce alergătorii de maraton numesc „lovirea peretelui”. Antrenamentul, nivelurile de intensitate mai scăzute și încărcarea carbohidraților pot permite amânarea debutului epuizării peste 4 ore.