wyklad 7

Transkrypt

wyklad 7

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku
Katedra: Promocji Zdrowia
Zakład: Biomedycznych Podstaw Zdrowia
Fizjologia człowieka
Osoby prowadzące przedmiot:
Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Jastrzębski
[email protected]
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Temat wykładu 7
Pobór tlenu w spoczynku i w
warunkach wysiłku fizycznego;
Rola układu oddechowego i
krąŜenia w tym procesie.
Układ oddechowy
Układ oddechowy jest pierwszym elementem
„kaskady tlenowej” obejmującej transport
tlenu do mitochondriów.
K. Birch [2008] Adaptacja układu oddechowego do wysiłku fizycznego [W;] K. Birch, D. MacLaren, K. George. Fizjologia sportu. Krótkie wykłady. PWN,str. 63
Kontrola oddychania
Tempo i głębokość oddechów podlegają przede
wszystkim kontroli nerwowej. Tylko do
pewnego stopnia moŜliwa jest dowolna
kontrola oddychania, a nadrzędnym
mechanizmem kontroli działania układu jest
kontrola odruchowa przez ośrodki oddechowe
zlokalizowane w mózgu.
Objętość płuc
Ryc. 1. Objętości płuc
Oddychanie zewnętrzne
- Doprowadzenie powietrza do płuc
- Odprowadzenie powietrza z płuc
- Dostosowanie wentylacji do perfuzji
- Transport gazów oddechowych przez
krew
Dyfuzja
Proces w którym gazy oddechowe podlegają
wymianie między pęcherzykami płucnymi
a krwią przepływającą przez naczynia
włosowate pęcherzykowe. Proces dyfuzji
przebiega bardzo szybko dzięki istnieniu
minimalnych barier strukturalnych
i gradientów ciśnień parcjalnych.
Transport gazów oddechowych
Gazy oddechowe transportowane są przez krew w
róŜnej formie. Głównym mechanizmem transportu
tlenu jest związanie go z hemoglobiną znajdującą
się w krwinkach czerwonych. Na wiązanie tlenu
przez hemoglobinę w płucach i jego uwalnianie z
hemoglobiny w tkankach wpływa wiele czynników.
Dwutlenek węgla jest transportowany głównie w
postaci jonów dwuwęglanowych.
Ciśnienie powietrza
i ciśnienie parcjalne gazów
Gazy wchodzące w skład wdychanego powietrza
wywierają ciśnienie zaleŜne od udziału
procentowego gazu i całkowitego ciśnienia
powietrza.
To ciśnienie parcjalne stanowi „siłę napędową”
procesu dyfuzji gazów między pęcherzykami a
krwią przepływającą przez naczynia włosowate
pęcherzykowe.
K. Birch [2008] Adaptacja układu oddechowego do wysiłku fizycznego [W;] K. Birch, D. MacLaren, K. George. Fizjologia sportu. Krótkie wykłady. PWN,str.69
Wymiana gazowa
1) W spoczynku ciśnienie parcjalne tlenu
(PAO2) w pęcherzykach płucnych wynosi około 100 mm Hg, a pręŜność
tlenu we krwi dopływającej do płuc 40-45 mm Hg, róŜnica wynosi więc
55—65 mm Hg. Na kaŜdy mm Hg róŜnicy ciśnień transportowane jest z
pęcherzyków do krwi około 20 ml O2 w ciągu minuty (pojemność
dyfuzyjna płuc dla tlenu).
2) W czasie wysiłku mięśniowego pojemność dyfuzyjna płuc dla tlenu
wzrastać moŜe do 30-40 ml/min/mm Hg, poniewaŜ zwiększa się
przepływ krwi przez szczytowe fragmenty płuc, które w spoczynku, w
pozycji siedzącej lub stojącej, są słabo ukrwione.
K. Nazar [2008] Czynności układu oddechowego podczas wysiłku [W;] J. Górski. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. PZWL,str.261-262
Wentylacja płuc (VE)
JuŜ pierwszy wdech lub wydech po rozpoczęciu wysiłku jest głębszy
i szybszy. Tak więc zwiększenie VE następuje praktycznie w tym
samym momencie, w którym mięśnie zaczynają się kurczyć.
Ryc.2. Fazy wzrostu wentylacji płuc w czasie wysiłku.
Ryc.3. ZaleŜność zmian wentylacji płuc od obciąŜenia podczas
wysiłków na cykloergometrze trwających 8 min.
K. Nazar [2008] Czynności układu oddechowego podczas wysiłku [W;] J. Górski. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. PZWL,str.262
Wentylacja płuc (VE)
Ryc.4. Zmiany wentylacji płuc podczas wysiłków o wzrastającej
intensywności u osoby o niskiej (1), średniej (2) i wysokiej (3)
wydolności.
Ryc.5. Zmiany (VE), (VE/VO2), (VCO2) i (RQ) podczas wysiłku na
cykloergometrze o obciąŜeniu wzrastającym co 3 min o 50 W.
Odczucie duszności
Często występuje podczas cięŜkich wysiłków, nie jest
przejawem niedostatecznego pobierania tlenu, ale ma związek
z wielkością VE.
Odczucie to pojawia się zwykle wtedy, kiedy VE osiąga 50%
maksymalnej dowolnej wentylacji, i jest ono tym silniejsze,
im mniejsza jest tzw. rezerwa oddechowa, czyli róŜnica między
aktualną a maksymalną dowolną V.
Wentylacja pęcherzykowa (VA)
Stanowi róŜnicę między VE, czyli całkowitą wentylacją płuc, a
wentylacją przestrzeni martwej (VD).
W czasie wysiłku wielkość przestrzeni martwej nie zmienia się
istotnie. Stosunek VA i VD do całkowitej wentylacji płuc zaleŜy
jednak od częstości oddechów.
Im większa częstość oddechów, tym większy jest udział VD.
Maksymalna wentylacja pęcherzykowa w czasie wysiłków osiąga
85-120 l/min
Obwodowy przepływ krwi
W czasie wysiłku fizycznego obwodowy
przepływ krwi zmienia się, zwiększając
ilość tlenu dostarczanego do mięśni
szkieletowych.
K. Birch [2008] Adaptacja układu sercowo- naczyniowego do wysiłku fizycznego [W;] K. Birch, D. MacLaren, K. George. Fizjologia sportu. Krótkie
wykłady. PWN,str. 78
Manewr Valsalvy
W czasie wysiłków, takich jak np. podnoszenie cięŜarów,
sportowcy wykonują często nasilony wydech z udziałem mięśni
brzucha przy zamkniętej głośni, czyli tzw. manewr Valsalvy.
Powoduje to ucisk na naczynia Ŝylne doprowadzające krew do
serca i w efekcie gwałtowne zmniejszenie objętości wyrzutowej
serca, co z kolei na drodze odruchowej wywołuje przyspieszenie
częstości skurczów serca i wzrost ciśnienia tętniczego krwi.
Mechanizmy reakcji układu
oddechowego na wysiłek
Początkowy wzrost VE spowodowany jest głównie przez mechanizm
ośrodkowy polegający na bezpośredniej aktywacji ośrodków
oddechowych w mózgu przez impulsy pochodzące z ośrodków
ruchowych kory.
Do szybkiego przyspieszenia i pogłębienia oddechów przyczyniają się
takŜe odruchy z mechanoreceptorów mięśni i ścięgien.
W późniejszej wolniejszej fazie wzrostu oddychania bierze udział
kilka mechanizmów. Zalicza się do nich odruchy z receptorów
metabolicznych mięśni wraŜliwych na lokalne zmiany chemiczne
spowodowane przez produkty metabolizmu mięśniowego.
Mechanizmy reakcji układu
oddechowego na wysiłek
- W czasie wysiłków statycznych draŜnienie receptorów metabolicznych
spowodowane zahamowaniem odpływu Ŝylnego z mięśni powoduje
jednak często reakcję nadmierną w stosunku do zapotrzebowania.
- Przy duŜych obciąŜeniach dołącza się oddziaływanie zwiększonego
stęŜenia jonów wodorowych we krwi tętniczej na chemoreceptory
kłębków szyjnych i strefy chemowraŜliwe mózgu.
- Przy maksymalnych obciąŜeniach u sportowców wysokiej klasy lub w
warunkach wysokogórskich do stymulacji chemoreceptorów przyczyniać
moŜe się obniŜenie pręŜności tlenu we krwi tętniczej.
Wpływ treningu na układ
oddechowy
Trening wytrzymałościowy prowadzi do:
- zwiększenie pojemności dyfuzyjnej płuc w wyniku poprawy
stosunku wentylacji do przepływu krwi,
- zwiększenia przepływu przez szczytowe części płuc,
- zwiększenia pojemności Ŝyciowej płuc,
- maksymalnej dowolnej wentylacji płuc,
- nasilonej objętości wydechowej w następstwie zwiększenia
siły mięśni oddechowych i ruchomości klatki piersiowej.
Bibliografia
1) J. Górski [2008] Fizjologiczne
podstawy wysiłku fizycznego, PZWL.
2) K. Birch, D. MacLaren, K. George
[2008] Fizjologia sportu. Krótkie
wykłady, PWN.

wyklad 7

Transkrypt

Podobne dokumenty

II semestr

trener personalny-metody treningowe ćw. 4

Terapia ruchem

I semestr - Cwiczenia 1

Polityka turystyczna