Liikkumisen fysiologiset vaikutukset

• Fyysisellä kunnolla tarkoitetaan kehon fysiologista kykyä suoriutua liikuntasuorituksista. Fyysisen kunnon tärkeimmät osa-alueet ovat kestävyyskunto, lihaskunto ja liikehallinta.
• Liikkumisen kannalta tärkeimpiä elinjärjestelmiä ovat hengitys- ja verenkiertoelimistö, jonka tehtävänä on kuljettaa happea työskenteleville lihaksille, ja tuki- ja liikuntaelimistö, joka liikuttaa kehoa.
• Säännöllisellä liikkumisella ja liikunnalla on laaja-alaisia terveyshyötyjä, jotka kohdistuvat hengitys- ja verenkiertoelimistöön, tuki- ja liikuntaelimistöön ja hermostoon. Näitä vaikutuksia ovat muun muassa kestävyyskunnon, lihaskunnon, liikehallinnan ja liikkuvuuden kehittyminen, kehonkoostumuksen paraneminen sekä palautumisen ja immuunipuolustuksen tehostuminen.
• Liikkumisen hyödyt näkyvät sekä välittömästi että pitkällä aikavälillä. Jo yksittäisen liikuntakerran jälkeen vireystila paranee ja aineenvaihdunta ja verenkierto vilkastuvat. Pidemmällä aikavälillä liikkuminen vaikuttaa positiivisesti mielialaan, uneen, fyysiseen kuntoon, aivojen toimintaan sekä hengitys- ja verenkierto- ja tuki- ja liikuntaelimistön toimintaan.

Suomi liikkeelle -ohjelman tavoitteena on edistää eri-ikäisten ihmisten liikkumista. Vaikka harrastamme vapaa-ajalla liikuntaa, on liikkumisen määrä arjessa vähentynyt. Suomi liikkeelle -ohjelma pyrkii lisäämään suomalaisten liikkumista parantamalla erityisesti arkisen liikkumisen edellytyksiä.

Liikkumisella tarkoitetaan lihasten tahdonalaista, energiankulutusta lisäävää toimintaa. Liikkuminen käsittää kaiken liikkeen riippumatta toimintaympäristöstä, tapahtumapaikasta ja tavoitteesta.

Liikunta sen sijaan tarkoittaa fyysistä aktiivisuutta, jota toteutetaan tiettyjen syiden tai vaikutusten takia ja yleensä harrastuksena. Liikunnalla tarkoitetaan kaikkea omatoimista ja järjestettyä liikunta- ja urheilutoimintaa paitsi huippu-urheilua.

Liikkuminen on siis laajempi käsite, joka sisältää kaiken lihasvoimin toteutetun liikkeen. Liikunta taas on tavoitteellista toimintaa ja osa liikkumista. Kaikki liikkumisen lisääminen tavasta ja paikasta riippumatta on tärkeää liikkumattomuuden vähentämisen ja kansanterveyden edistämisen kannalta. Nykyisissä liikkumisen suosituksissakin korostetaan nimenomaan arkisen liikkumisen lisäämisen ja paikallaanolon vähentämisen merkitystä terveyden kannalta.

Ihmisen elimistössä erilaiset elinjärjestelmät huolehtivat kehon eri toimintojen ylläpitämisestä. Tällaisia elinjärjestelmiä ovat esimerkiksi hengityselimistö, verenkiertoelimistö, ruoansulatuselimistö, hermosto ja tuki- ja liikuntaelimistö. Näistä liikkumisen kannalta tärkeimpien, eli hengitys- ja verenkierto- sekä tuki- ja liikuntaelimistön, toiminta ja rakenne käydään läpi tässä osiossa.

Liikkumisen fysiologisten vaikutusten kannalta tärkeitä termejä ovat fyysinen kunto ja sen osa-alueet kestävyyskunto, lihaskunto ja liikehallinta. Fyysisellä kunnolla tarkoitetaan kehon fysiologista kykyä suoriutua lihasvoimaa, kestävyyttä ja liikehallintaa vaativista liikuntasuorituksista. Fyysinen kunto määrittää, kuinka hyvin yksilö kykenee selviytymään fyysisistä suorituksista väsymättä.

Fyysisen kunnon tärkeimmät osa-alueet ovat hengitys- ja verenkiertoelimistön kunto eli kestävyyskunto, tuki- ja liikuntaelimistön kunto eli lihaskunto ja liikehallinta. Kestävyyskunnolla tarkoitetaan kykyä tai pystyvyyttä suorittaa koko kehoa ja suuria lihasryhmiä vaativia kohtuullisen kuormittavia tai raskaita liikuntasuorituksia pidemmän aikaa. Lihaskunnolla tarkoitetaan hermolihasjärjestelmän kokonaisvaltaista toimintakykyä, eli lihassolujen kykyä tuottaa voimaa liikkeen ja hermoston vaatimalla tasolla. Liikehallinta tarkoittaa kykyä hallita kehon asentoja ja liikkeitä ja se koostuu tasapainosta, koordinaatiosta ja reaktiokyvystä.

Hengitys- ja verenkiertoelimistön yhteinen tehtävä on kuljettaa happea elimistölle

Työskentelevät lihakset tarvitsevat hengitysilmasta happea tuottaakseen energiaa. Energiantuottoprosessissa taas syntyy hiilidioksidia, joka tulee poistaa elimistöstä uloshengityksen mukana. Hengityselimistön päätehtävä on huolehtia kaasujen vaihdosta veren ja hengitysilman välillä. Verenkiertoelimistön tehtäviä taas ovat hapen, hormonien ja ravintoaineiden kuljetus kudoksille, aineenvaihdunnan tuotteiden kuljetus niiden poistosta huolehtiville elimille, lämmönsäätely ja elimistön immuunipuolustuksen ylläpitoon osallistuminen.

Yhdessä hengitys- ja verenkiertoelimistöt huolehtivat hapen kuljettamisesta työskenteleville lihaksille ja syntyneen hiilidioksidin poistamisesta. Nämä järjestelmät toimivat läheisesti yhteydessä toisiinsa, joten niistä käytetään usein yhteysnimitystä hengitys- ja verenkiertoelimistö.

Hengityselimistön rakenne ja toiminta

Hengityselimistö koostuu hengityslihaksista, hengitysteistä ja keuhkoista. Hengitysteihin kuuluvat nenä, suu, nielu, henkitorvi ja keuhkoputket. Tärkeimpiä hengityslihaksia ovat pallea ja kylkivälilihakset.

Sisään hengitetty ilma virtaa keuhkoihin hengitysteiden kautta. Keuhkoissa hengitysilma päätyy keuhkorakkuloihin eli alveoleihin. Keuhkorakkuloiden päällä on tiheä hiussuoniverkosto, joka mahdollistaa kaasujen vaihdon hengitysilman ja hiussuonissa kulkevan veren välillä. Sisäänhengitysilman happi siirtyy verenkiertoon, jossa sitä kuljetetaan punasolujen hemoglobiiniin sitoutuneena. Energiantuotossa muodostunut hiilidioksidi taas siirtyy verenkierrosta keuhkorakkuloiden kautta poistettavaksi uloshengityksen mukana.

Verenkiertoelimistön rakenne ja toiminta

Valtimot ovat verisuonia, jotka kuljettavat verta poispäin sydämestä elimistöön. Laskimoita pitkin veri palaa takaisin sydämeen. Sydämen tehtävä on pumpata verta verisuonia pitkin elimistön kaikille kudoksille. Nelionteloisen sydämen muodostavat pienemmät ontelot oikea ja vasen eteinen sekä niiden alapuolella sijaitsevat, suuremmat ontelot oikea ja vasen kammio.

Ihmisen verenkierto voidaan jakaa isoon eli systeemiseen ja pieneen eli keuhkoverenkiertoon. Iso verenkierto kulkee sydämen ja elimistön välillä, kun taas pieni verenkierto kuljettaa verta sydämen ja keuhkojen välillä. Verenkiertoelimistön rakennetta ja verenkiertoa on havainnollistettu kuvassa 1.

Iso verenkierto alkaa sydämen vasemmasta kammiosta, josta veri työntyy aorttaan eli ison verenkierron suurimpaan valtimoon kammioiden supistuessa. Valtimot kuljettavat verta elimistön eri kudosten pinnalla sijaitseviin hiussuoniin. Hiussuonista happi luovutetaan solujen käytettäväksi, ja kudoksissa syntynyt hiilidioksidi siirtyy verenkiertoon keuhkoihin kuljetettavaksi. Iso verenkierto päättyy sydämen oikeaan eteiseen, johon hiilidioksidipitoinen veri palaa laskimoita pitkin. Oikeaan eteiseen päätyviä suuria laskimoita kutsutaan nimillä ylä- ja alaonttolaskimo.

Pienessä verenkierrossa hiilidioksidipitoinen veri kuljetetaan keuhkorakkuloiden pinnalle oleviin hiussuoniin kaasujen vaihtoa varten. Oikeaan eteiseen ylä- ja alaonttolaskimoa pitkin kulkeutunut veri siirtyy oikeaan kammioon eteisten supistuessa. Oikeasta kammiosta veri siirtyy edelleen kammioiden supistuessa keuhkovaltimon kautta keuhkoihin. Keuhkorakkuloissa veren kuljettama hiilidioksidi siirtyy hengitysilmaan ja hengitysilman happi taas sitoutuu veren hemoglobiiniin. Keuhkoista hapetettu veri kulkee keuhkolaskimoa pitkin sydämen vasempaan eteiseen ja edelleen vasempaan kammioon.

Veri virtaa verisuonistossa sydämen pumppaukseen perustuen. Sydämen pumpatessa verta eteenpäin eteiset supistuvat hieman kammioita ennen. Eteisten ja kammioiden supistuminen aiheuttaa verisuonistossa kasvavaa painetta ja sydänlihaksen rentoutuminen taas pienentää painetta verisuonistossa. Sydämen supistumisen aiheuttamaa painetta kutsutaan verenpaineeksi. Systolinen verenpaine tarkoittaa kammioiden supistusvaiheen korkeinta verenpainetta, kun taas diastolinen verenpaine on sydämen rentoutumisvaiheen aikainen matalin verenpaine.

Hengitys- ja verenkiertoelimistön toiminta levossa ja kuormituksessa

Sydämen pumppaustoiminta erottuu valtimoiden rytmisenä pulssina eli sykkeenä. Sydämen lyöntitaajuus eli syke ilmaistaan lyönteinä minuutissa. Ihmisen normaali leposyke vaihtelee välillä 40–90 lyöntiä minuutissa.

Sydämen kammioiden minuutissa pumppaamaa verimäärää kutsutaan minuuttitilavuudeksi. Sydämen minuuttitilavuus voidaan laskea sydämen lyöntitaajuuden ja iskutilavuuden tulona. Iskutilavuus tarkoittaa sydämen yhdellä sykäyksellä pumppaamaa verimäärää. Iskutilavuus on levossa noin 70 ml, mutta voi nousta kuormituksessa jopa nelinkertaiseksi.

Fyysisessä kuormituksessa sydän vastaa lihasten kasvaneeseen hapen tarpeeseen kasvattamalla minuuttitilavuutta, jolloin enemmän happirikasta verta kuljetetaan työskenteleville lihaksille. Minuuttitilavuutta kasvatetaan lisäämällä sekä sydämen iskutilavuutta että lyöntitaajuutta. Maksimaalisesta sydämen lyöntitaajuudesta käytetään termiä maksimisyke, joka on korkein syketaajuus, joka voidaan saavuttaa maksimaalisessa rasituksessa. Maksimisyke on yksilöllinen ominaisuus, johon vaikuttavat perintötekijät, ikä, sukupuoli ja fyysinen harjoittelu. Maksimaaliseen iskutilavuuteen vaikuttavat sydämen kammioiden venymiskyky ja supistumisvoima. Kammioiden venymiskyky vaikuttaa siihen, kuinka paljon sydämeen mahtuu verta ennen supistumisvaihetta, ja supistumisvoima siihen, kuinka paljon verta kammiot pystyvät työntämään valtimoihin. Liikuntaharjoittelulla pystytään kasvattamaan minuuttitilavuutta erityisesti parantamalla sydämen iskutilavuutta.

Keuhkojen ja ulkoilman välistä ilmanvaihtoa kutsutaan keuhkotuuletukseksi eli ventilaatioksi. Keuhkotuuletus ilmaistaan litroina minuutissa ja se voidaan laskea hengitystaajuuden ja kertahengitystilavuuden tulona. Nuorilla aikuisilla hengitystaajuus on levossa noin 10–12 kertaa minuutissa. Kertahengitystilavuus kertoo yhden henkäyksen aikana hengitetyn ilman määrän litroina. Keuhkojen toimintaan vaikuttavat henkilön sukupuoli, ikä, harjoittelutausta ja pituus.

Sydämen minuuttitilavuuden tapaan myös keuhkotuuletus kasvaa fyysisessä kuormituksessa. Liikuntaharjoittelulla voidaan vaikuttaa sekä maksimaaliseen hengitystaajuuteen että kertahengitystilavuuteen. Terveillä nuorilla aikuisilla hengityselinten toiminta ei juuri rajoita maksimaalista suorituskykyä eli kykyä pitää yllä maksimaalista kuormitustasoa. Ikääntyminen ja tietyt sairaudet vaikuttavat keuhkojen toimintakykyyn, jolloin keuhkotuuletuksen riittävyys voi muodostua suorituskykyä rajoittavaksi tekijäksi.

Tuki- ja liikuntaelimistö liikuttaa kehoa

Hengitys- ja verenkiertoelimistö huolehtivat liikkumiseen tarvittavan hapen ja energian kuljettamisesta työskenteleville lihaksille. Tuki- ja liikuntaelimistö taas mahdollistaa kehon liikuttamisen. Tuki- ja liikuntaelimistön muodostavat:

• luurankolihakset
• luut
• nivelet
• jänteet
• nivelsiteet
• nivelrustot

Ihmiskehossa on kolmea erityyppistä lihaskudosta: poikkijuovaista, sileää ja sydänlihaskudosta. Luurankolihakset ovat poikkijuovaisia lihaksia. Nimitys tulee luurankolihaksen lihassoluista, jotka kahdesta proteiinista koostuvan rakenteensa vuoksi näyttävät mikroskoopissa poikkijuovaiselta. Muun muassa sisäelinten liikkeitä säätelevästä sileästä lihaskudoksesta ja sydänlihaskudoksesta poiketen luurankolihakset toimivat tahdonalaisesti.

Luurankolihakset koostuvat lihassoluista. Jokaiseen lihassoluun liittyy hermo-lihasliitoksen kautta yksi liikehermosolu eli neuroni. Liikeneuroni välittää supistumiskäskyn aivoista lihassoluille. Lihassolut muodostavat yhdessä lihassolukimppuja, jotka taas yhdessä muodostavat koko lihaksen. Sekä lihassoluja, lihassolukimppuja että koko lihasta ympäröi lihaskalvo. Nimensä mukaisesti luurankolihakset kiinnittyvät molemmista päistään jänteiden avulla luihin.

Aikuisella ihmisellä on keskimäärin 206 luuta, jotka muodostavat kehon tukirangan. Luut kiinnittyvät toisiinsa nivelten avulla. Nivelsiteet ja nivelrusto ovat nivelen sisäisiä rakenteita. Nivelrusto on nivelen muodostavien luiden päissä oleva kudos, joka suojaa luita mekaaniselta rasitukselta. Nivelsiteet eli ligamentit taas yhdistävät nivelessä niveltyviä luita toisiinsa ja tukevat niveltä. Kudoksina nivelsiteet ja jänteet ovat hyvin samanlaisia, mutta jänteet yhdistävät lihaksia luihin, kun taas nivelsiteet yhdistävät luita toisiinsa.

Liikkeen muodostuminen perustuu lihaksen supistumiseen. Kun liikeneuroni välittää lihassoluille supistumiskäskyn, supistuvat useat lihassolut samanaikaisesti. Lihassolujen yhtäaikainen supistuminen aiheuttaa koko lihaksen supistumisen, jolloin lihaksen pituus lyhenee. Lihaksen supistuessa jänteet välittävät voiman kiinnityskohtiinsa eli luihin. Lihaksen lyhentyessä luut liikkuvat lähemmäs toisiaan, mikä saa aikaan liikkeen.

Tärkeimmät liikuntaelimistön toimintakykyyn vaikuttavat tekijät ovat motorinen kunto eli liikehallinta ja tuki- ja liikuntaelimistön kunto. Liikehallinta koostuu tasapainosta, koordinaatiosta ja reaktiokyvystä. Liikehallinta tapahtuu sekä ennakoivien että palautetta antavien mekanismien kautta ja edellyttää aistien, hermoston ja lihasten yhteistoimintaa ja reagointia sekä ulkoisiin että sisäisiin ärsykkeisiin. Liikehallinta mahdollistaa nopeat, sujuvat ja tarkoituksenmukaiset liikkeet.

Tuki- ja liikuntaelimistön kunnon osatekijöitä ovat notkeus ja lihasvoima. Notkeudella tarkoitetaan sitä, kuinka laajasti nivel tai useamman nivelen yhdistelmä pystyy liikkumaan eri suuntiin. Notkeus on jänteen ja lihaksen kykyä venyä. Siihen vaikuttavat myös luut, rustot, nivelkapselit, nivelsiteet ja iho. Notkeudesta käytetään usein synonyymina myös termiä liikkuvuus. Riittävä liikkuvuus on sujuvan liikkeen edellytys. Monet päivittäiset toiminnot ja liikkumisen muodot edellyttävät normaalia, eli terveelle nivelelle ominaista, liikkuvuutta. Tämän puute rajoittaa liikkeitä ja usein kuormittaa kehoa, koska liikkuvuuden puutetta joudutaan kompensoimaan muilla keinoilla.

Lihasvoima tarkoittaa lihasten kykyä tuottaa voimaa ja liikuttaa kehonosia. Lihasvoimaan vaikuttavat lihasten koko ja hermoston kyky aktivoida niitä. Riittävä lihasvoima on oleellinen tekijä liikkumiskyvyn kannalta, sillä esimerkiksi nostaminen, kantaminen ja portaiden nouseminen vaativat riittävää lihasvoimaa.

Lihaksen energiantuotanto ja energia-aineenvaihdunta

Kuten tämän osion alussa määriteltiin, liikkumisella tarkoitetaan lihasten tahdonalaista, energiankulutusta lisäävää toimintaa. Liikkuminen perustuu lihasten supistumiseen, mikä vaatii toteutuakseen energiaa. Energiaa liikuntasuoritukseen saadaan ravinnosta ja kehon omista varastoista. Liikuntasuorituksissa tärkeimpiä energianlähteitä ovat hiilihydraatit ja rasvat.

Lihas käyttää energianlähteenä adenosiinitrifosfaattia (ATP), jota on lihaksissa varastoituneena vain hyvin vähän. Käytännössä lihaksen ATP-varastot riittävät vain muutaman sekunnin mittaiseen liikuntasuoritukseen. Pieni määrä ATP:ia voidaan muodostaa lihasten kreatiinifosfaattivarastoista, mutta nämäkin varastot riittävät vain 10–20 sekunnin mittaiseen kovatehoiseen liikuntasuoritukseen. Tämän jälkeen ATP:ia tulee muodostaa lisää, jotta liikettä voidaan jatkaa.

Lihasten energianlähdettä ATP:ia voidaan muodostaa liikuntasuorituksen aikana lihassoluissa aerobisesti eli happea käyttäen tai anaerobisesti eli ilman happea. Liikunnan teho määrittää, muodostetaanko energiaa aerobisesti vai anaerobisesti. Kovatehoisessa, minuutteja kestävässä liikuntasuorituksessa energiaa tuotetaan pääasiassa anaerobisesti, kun taas pitkissä kestävyyssuorituksissa pääpainotus energianmuodostuksesta on aerobisessa energiantuotossa.

Anaerobisessa energiantuotossa energiaa tuotetaan ilman happea hiilihydraateista. Lihakset käyttävät energianlähteenä joko lihakseen varastoitunutta glykogeenia tai lihassoluun verenkierron välityksellä kuljetettavaa glukoosia (verensokeri). Anaerobinen energiantuotanto on nopeaa, mutta sen haittapuolena on anaerobisen energiantuoton sivutuotteet, jotka aiheuttavat lihasten happamoitumista. Lihasten happamoituminen heikentää suorituskykyä, minkä vuoksi kovatehoista anaerobista liikuntasuoritusta voidaan jatkaa vain minuutteja.

Aerobisesti energiaa voidaan tuottaa joko hiilihydraateista tai rasvoista. Aerobinen energiantuotto on hitaampaa, mutta kehon hiilihydraatti- ja erityisesti rasvavarastojen vuoksi energiaa voidaan tuottaa aerobisesti lähes rajattomasti. Yli 20 minuutin mittaisessa suorituksessa yli 90 prosenttia energiantuotosta tuotetaan aerobisesti. On kuitenkin hyvä huomioida, että liikkumisen aikana sekä aerobiset että anaerobiset energiantuottojärjestelmät toimivat samanaikaisesti.

Fyysisen aktiivisuuden energiankulutusta voidaan määrittää mittaamalla tai arvioimalla elimistön hapenkulutusta eli aerobisesti tuotetun energian määrää. Fyysisen aktiivisuuden kuormittavuuden arviointiin käytetään usein MET-yksikköä. MET-yksikkö eli lepoaineenvaihdunnan kerrannainen (englanniksi metabolic equivalent) kertoo fyysisen aktiivisuuden hapenkulutuksen lepotasoon verrattuna. 1 MET vastaa lepotilan hapenkulutusta, johon fyysisen aktiivisuuden energiankulutusta verrataan. 2 MET vastaa kaksinkertaista hapenkulutusta lepotasoon verrattuna, 3 MET kolminkertaista hapenkulutusta ja niin edelleen. MET-yksikköä käytetään usein työn fyysisen kuormituksen arviointiin. Työt ja työtehtävät voidaan jakaa MET-yksikön perusteella kevyisiin (alle 3 MET), keskiraskaisiin (3–6 MET) ja raskaisiin (yli 6 MET).

Liikkumisen vaikutukset hengitys- ja verenkiertoelimistön toimintaan

Liikkuminen kuormittaa elimistöä ja elimistö pyrkii vastaamaan kasvaneisiin fyysisiin vaatimuksiin sopeutumalla kuormitukseen. Kuormituksen aiheuttamia elimistön vasteita kutsutaan harjoitusvasteiksi eli adaptaatioiksi. On hyvä kuitenkin huomioida, että kaikki fyysisen harjoittelun aiheuttamat positiiviset vaikutukset ovat palautuvia. Harjoittelun on siis oltava säännöllistä, jotta harjoitusvasteet pysyvät yllä.

Fyysinen kuormitus lisää hapen ja energiaravintoaineiden tarvetta lihaksissa. Lisääntynyt hapen ja energian tarve aiheuttaa harjoitusvasteita ensisijaisesti hengitys- ja verenkiertoelimistössä. Näillä vasteilla pyritään parantamaan elimistön kuormituksen kestävyyttä eli kestävyyskuntoa. Kestävyyskunnon paraneminen harjoittelun myötä perustuu tehostuneeseen hapen kuljetukseen soluille sekä parantuneeseen lihassolujen energiantuottokapasiteettiin.

Tehostunut hapen kuljetus soluille on seurausta parantuneesta hengitys- ja verenkiertoelimistön toiminnasta, joka taas johtuu ensisijaisesti kolmesta tekijästä: suuremmasta sydämen iskutilavuudesta, lihasten parantuneesta verenkierrosta sekä hengityksen paremmasta hyötysuhteesta.

Fyysinen harjoittelu kasvattaa sydänlihaksen kokoa, mikä johtaa parantuneeseen sydämen pumppaustehoon eli iskutilavuuteen. Sydänlihaksen koon kasvaminen johtuu sekä sydämen vasemman kammion lihasseinämien paksuuntumisesta että kammioiden tilavuuden kasvamisesta. Kammioiden tilavuuden kasvuun vaikuttaa kestävyysharjoittelun seurauksena lisääntynyt veren määrä, joka venyttää kammioita. Veren määrän kasvu johtuu lisääntyneestä veriplasman ja punasolujen määrästä. Myös muut tekijät, kuten vähentynyt sydänlihaksen ja valtimoiden jäykkyys, vaikuttavat iskutilavuuden kasvuun.

Iskutilavuuden lisäksi lihasten verenkierto paranee fyysisen harjoittelun myötä. Lihasten verenkierto tehostuu pääasiassa lihasten lisääntyneen verisuonituksen myötä. Verisuonituksen lisäksi lihaskudoksen verenkierron tehostumiseen vaikuttaa verisuonten tehokkaampi avautuminen (verisuonten laajeneminen ja hiussuoniverkoston avautuminen) sekä suuremman verimäärän ohjautuminen lihaksiin kuormituksen aikana. Myös kehon verimäärän lisääntyminen edesauttaa lihasten parempaa verenkiertoa.

Perusterveillä henkilöillä keuhkojen toiminta ei rajoita kestävyyskuntoa. Liikuntaharjoittelu ei merkittävästi vaikuta keuhkojen tilavuuteen tai rakenteeseen. Liikuntaharjoittelu kuitenkin parantaa hengityksen hyötysuhdetta, jolloin keuhkot pystyvät siirtämään enemmän happea verenkiertoon yhdellä sisäänhengityksellä. Hengityksen hyötysuhteen parantumisen taustalla on yleensä kertahengitystilavuuden kasvu ja hengitystaajuuden lasku. Hengitystaajuuden lasku pidentää sisään hengitetyn ilman keuhkoissa oloaikaa ja täten edesauttaa hapen siirtymistä verenkiertoon keuhkorakkuloissa. Fyysinen harjoittelu parantaa myös hengityslihasten toimintaa ja lihaskestävyyttä.

Tehostuneen verenkierron lisäksi myös lihassolujen energiantuottokapasiteetti paranee liikuntaharjoittelun myötä. Lihassolujen energiantuottokapasiteetin paraneminen johtuu niin ikään ensisijaisesti kolmesta muutoksesta. Liikuntaharjoittelun myötä 1) lihassolujen energiasubstraattien varastot kasvavat. Toisin sanoen lihassoluissa on valmiiksi enemmän ATP:ia, kreatiinifosfaattia ja glykogeenia. Energiavarastojen kasvamisen lisäksi myös energiantuotto eri substraateista tehostuu. Tämä on seurausta 2) lisääntyneestä aineenvaihduntaan osallistuvien entsyymien toiminnasta ja 3) lihassolujen ”energiantuottolaitosten” eli mitokondrioiden koon ja lukumäärän kasvusta.

Kestävyyskuntoon vaikuttavien tekijöiden lisäksi liikuntaharjoittelulla on lukuisia muitakin hengitys- ja verenkiertoelimistöön kohdistuvia vaikutuksia. Näitä vaikutuksia ovat muun muassa:

• Systolinen ja diastolinen verenpaine alenee
• Syke pienenee levossa ja ei-maksimaalisen liikunnan aikana
• Veren rasva-arvot paranevat: hyvä HDL-kolesteroli nousee ja huono LDL-kolesteroli ja triglyseridit laskevat
• Verensokerin säätely paranee insuliiniherkkyyden lisääntymisen myötä
• Lämmönsäätely tehostuu erityisesti kuumassa tehokkaamman verenkierron toiminnan ansiosta
• Palautuminen tehostuu parasympaattisen hermoston aktiivisuuden lisääntyessä (tästä kerrotaan lisää osiossa Liikkuminen ja arjen tasapaino)
• Immuunijärjestelmän toiminta ja vastustuskyky paranevat erityisesti kohtuukuormitteisen liikuntaharjoittelun seurauksena

Liikkumisen vaikutukset tuki- ja liikuntaelimistöön

Liikkuminen kuormittaa hengitys- ja verenkiertoelimistön lisäksi myös tuki- ja liikuntaelimistöä. Tuki- ja liikuntaelimistö kuormittuu erityisesti lihaskuntoharjoittelussa. Vahvistuakseen tuki- ja liikuntaelimistön kudokset tarvitsevat normaalia, arkipäiväistä kuormitusta suurempaa rasitusta. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä harjoittelussa lisäpainoja tai sellaisia liikelaajuuksia, joita tapahtuu päivittäisessä liikkumisessa vain harvoin tai ei ollenkaan.

Tuki- ja liikuntaelimistön harjoitusvasteet kohdistuvat kaikkiin tuki- ja liikuntaelimistön kudoksiin. Lihasvoiman kasvamisessa oleellisia ovat myös hermostolliset harjoitusvasteet. Lihaskuntoharjoittelun yhteydessä puhutaankin usein hermolihasjärjestelmän harjoitusvasteista. Hermolihasjärjestelmällä tarkoitetaan hermoston ja lihaksiston yhdessä muodostamaa kokonaisuutta.

Liikuntaharjoittelun seurauksena lihasvoima lisääntyy sekä lisääntyneen lihasmassan että tehostuneen hermostuksen seurauksena. Lihasten hermotus tarkoittaa hermoston kykyä aktivoida lihaksia.

Kun henkilö aloittaa lihaskuntoharjoittelun, lihasvoima kehittyy alussa yleensä hyvin nopeasti ilman huomattavaa lihasten kasvamista. Tämä nopea lihasvoiman lisäys johtuu hermostollisista harjoitusvasteista. Hermostollisten harjoitusvasteiden seurauksena hermosto pystyy aktivoimaan lihaksia tehokkaammin ja taloudellisemmin. Tärkein hermostollinen harjoitusvaste on lihassupistuksen aikana aktivoituvien lihassolujen määrän lisääntyminen, mikä lisää lihaksen tuottamaa voimaa.

Hermostollisten harjoitusvasteiden lisäksi lihasvoima kasvaa lisääntyneen lihasmassan eli lihaskudoksen määrän takia. Lihasmassan lisääntyminen on hermostollisia vasteita hitaampaa ja vaatii useampien viikkojen harjoittelujakson. Lisääntynyt lihasmassa johtuu pääasiassa yksittäisten lihassolujen poikkipinta-alan kasvusta. Ei ole varmuutta, muodostuuko harjoittelun seurauksena myös uusia lihassoluja, mutta joka tapauksessa niiden vaikutus lihasvoiman lisäykseen on marginaalinen.

Lihaskudoksen lisäksi myös tuki- ja liikuntaelimistön muut kudokset sopeutuvat liikuntaharjoitteluun. Luukudosta vahvistaa erityisesti liikunta, joka sisältää runsaasti tärähdyksiä ja iskuja alustaa vasten. Erityisesti nuoruusiän liikunnalla voidaan lisätä luun tiheyttä. Aikuisten ja ikääntyneiden kohdalla luumassan lisääntyminen liikunnan seurauksena ei ole enää niin todennäköistä, mutta liikkumalla voidaan hidastaa luukatoa. Myös sidekudokset, eli jänteet ja nivelsiteet, vahvistuvat liikuntaharjoittelun seurauksena. Sidekudoksia vahvistaa parhaiten toistuvia venytyksiä sisältävä liikunta. Muiden kudosten tavoin myös rustokudos vahvistuu liikunnan seurauksena, mutta liiallinen kuormitus puolestaan heikentää rustoa.

Muita tuki- ja liikuntaelimistöön kohdistuvia liikuntaharjoittelun myönteisiä vaikutuksia ovat muun muassa:

• Lisääntyneestä lihasmassasta johtuva elimistön energiankulutuksen lisääntyminen, mistä voi olla hyötyä painonhallinnassa
• Liikuntaelimistön toimintakyvyn kaikkien osa-alueiden ja liikehallinnan kehittyminen (muun muassa lihaskestävyys, voimantuottonopeus, liikkuvuus, tasapaino ja koordinaatio)
• Parantuneen liikuntaelimistön toimintakyvyn ja liikehallinnan seurauksena pienentynyt loukkaantumis- ja tapaturmariski
• Tuki- ja liikuntaelinten kipujen lievittyminen ja monien tuki- ja liikuntaelinsairauksien, kuten nivelrikon ja -reuman sekä niska- ja selkäkipujen, hoito
• Ryhdin ja vartalon asennon hallinnan parantuminen hyvän lihaskunnon seurauksena. Hyvällä vartalon asennon hallinnalla voidaan ehkäistä muun muassa selkävaivoja.

Kuvassa 2 on yhteenveto liikkumisen vaikutuksista elimistössä.

Liikkumisen vaikutukset elimistöön, toimintakykyyn ja terveyteen näkyvät eri aikatauluilla. Osa vaikutuksista alkaa jo liikkeen aikana, kun taas toiset edellyttävät pidempiaikaista säännöllistä liikkumista ennen kuin muutokset tulevat esiin.

Välittömät vaikutukset

Heti liikunnan aikana aivojen ja hermoston toiminta vilkastuu. Keskittyminen ja tarkkaavaisuus terävöityvät ja vireystila kohoaa. Tähän vaikuttavat hermoimpulssien lisääntyminen ja tehostuminen välittäjäaineiden erityksen kasvaessa, elimistöä aktivoivan sympaattisen hermoston toiminnan voimistuminen sekä aivojen verenkierron vilkastuminen ja otsalohkon aktivoituminen. Liikunnan jälkeen parasympaattinen hermosto aktivoituu ja elimistö rauhoittuu. Tämän seurauksena nukahtaminen voi helpottua ja unen laatu parantua.

Myös lihakset ja aineenvaihdunta reagoivat heti. Vilkastunut verenkierto tuo lihaksille enemmän happea, sokeria ja rasvayhdisteitä lihastyön polttoaineeksi. Samalla energiankulutus kasvaa, mikä vaikuttaa suotuisasti rasva- ja sokeriarvoihin. Hengitys- ja verenkiertoelimistössä syke nousee, hengitys tihenee ja verenkierto vilkastuu. Liikunnan jälkeen lepoverenpaine laskee. Nivelissä aineenvaihdunta paranee nivelrustossa ja sitä ympäröivissä tukikudoksissa. Lisäksi nivelneste voitelee nivelpintoja, nivelten liikelaajuus kasvaa ja kipu voi lievittyä.

Parissa viikossa

Kun liikkuminen jatkuu säännöllisesti, vaikutukset laajenevat. Parin viikon kuluessa mieliala kohenee ja stressi, lievät masennusoireet sekä ahdistus voivat lievittyä. Uni voi pidentyä ja siinä voi olla vähemmän katkoksia. Lihasten voimantuotto paranee hermoimpulssien tehostuessa. Samalla tasapaino, ketteryys ja koordinaatio kehittyvät. Myös mahdolliset tuki- ja liikuntaelimistön kivut voivat lievittyä.

Muutaman kuukauden aikana 

Muutamien kuukausien aikana aivojen toiminta ja hyvinvointi kohenevat edelleen, koska hermostossa ja verisuonissa tapahtuvat myönteiset muutokset jatkuvat. Perusaineenvaihdunta tehostuu ja rasvasolujen rasva vähenee. Leposyke ja lepoverenpaine laskevat ja sydämen sekä hengityslihasten toiminta paranee. Myös keuhkojen sekä verisuoniston toiminta tehostuu. Tämän seurauksena kestävyyskunto paranee. Samalla lihasvoima lisääntyy lihassolujen koon kasvaessa. Riski selkäkivun pitkittymiseen pienenee. Liike ylläpitää toimintakykyä ja voi helpottaa kipua myös muissa tuki- ja liikuntaelimistön vaivoissa.

Puolessa vuodessa 

Noin puolessa vuodessa aivorakenteiden väliset toiminnalliset yhteydet vahvistuvat ja kyky sietää stressiä paranee. Veren rasva-arvot kohenevat ja sokeriaineenvaihdunta paranee. Verenpaine laskee, koska valtimoiden kunto ja toiminta kohenevat. Myös vastustuskyky vahvistuu immuunipuolustuksen tehostuessa.

Liikunnan jatkuessa

Pidemmällä aikavälillä aivoissa tapahtuu edelleen toiminnallisia ja rakenteellisia muutoksia. Niiden seurauksena ajattelu ja muistitoiminnot paranevat ja muistisairauksien riski pienenee. Samalla monien muiden sairauksien riski vähenee. Näitä ovat esimerkiksi sydän- ja verisuonisairaudet, tyypin 2 diabetes, tuki- ja liikuntaelinvaivat sekä monet syövät, kuten suolisto-, rinta- ja eturauhassyöpä. Lisäksi painonhallinta helpottuu ja luusto vahvistuu. Liikkumisen myönteiset vaikutukset suoliston bakteerikantaan heijastuvat myös yleiseen terveyteen. Myös lääkityksen tarve voi vähentyä.

Liikkumisen vaikutukset näkyvät siis sekä heti että pitkällä aikavälillä: osa muutoksista tukee vireyttä ja hyvinvointia jo yksittäisen liikuntakerran aikana, kun toiset vahvistuvat viikkojen ja kuukausien säännöllisen liikkumisen myötä. Jokainen askel kannattaa, mutta pysyvät terveyshyödyt syntyvät jatkuvuudesta ja arkeen juurtuneista liikuntatottumuksista.

Vastaa seuraaviin monivalintakysymyksiin, jotka koskevat liikkumiseen liittyviä keskeisiä elinjärjestelmiä, niiden rakennetta ja toimintaa ja liikkumisen fysiologisia vaikutuksia. Kysymyksissä voi olla yksi tai useampi oikea vaihtoehto.