FIZJOLOGIA wykład 5.04.11

Wysiłki dzielimy na :

·         Ultrakrótkie ( do 60 sekund)

·         Krótkie (do 2 min)

·         Średniego czasu (od 12 do 15 minut)

·         Długie

·         Maratońskie (powyżej dwóch godzin)

Intensywność pracy może być mierzona na podstawie różnych parametrów:

·         Tętno (różne inne czynniki mogą dodatkowo zmieniać tętno np. cieśnienie atmosferyczne, kawa, emocje)

Max wysiłkowe tętno obliczamy:  220 – wiek w latach

·         Wydatek energii (kJ/min)

·         Pobór tlenu (najlepszy wskaźnik intensywności pracy,  VO2 - max pobór tlenu)

·         Temperatura ciała

·         Częstość skurczów serca/min ?

Podział wysiłków ze względu na pobór tlenu:

·         Poniżej 70 – 80 % VO2 - submaksymalne

·         Od 80 do 100 % VO2 - wysiłki maksymalne

·         Powyżej 100 % VO2 – wysiłki supramaksymalne

Podział ze względu na tor metaboliczny związany jest z intensywnością i czasem pracy.

Tlenowe, beztlenowe, mieszane?

Podział wysiłków ze względu na udział masy mięśniowej

·         Lokalny (mniej niż 30 % masy mięśniowej)

·         Globalny ( powyżej 30 % masy mięśniowej)

·         Statyczny (

·         Dynamiczny ( jak dominuje wysilek izotoniczny?)

·         Układ współczulny

·         Hormony kataboliczne ( takie jak adrenaliny, noradrenalina, glukagon (działa przeciwnie do insuliny) , )

Aktywność układu współczulnego jego aktywność wzrasta ze wzrostem intensywności i czasu pracy.

Dystrybucja krwi zmienia się do czynności wysiłkowych:

·         Zmniejsza ukrwienie trzewi

·         Zwiększa się w mięśniach szkieletowych i w skórze

Tętno (hr)

·         Tętno rośnie, zmiany są wprost proporcjonalne do intensywności bądź czasu trwania pracy.

Przyczyny wzrostu tętna:

·         Słabnie napięcie nerwu błędnego (nerwu który hamuje częstotliwość pobudzeń ..?)

·         Rośnie aktywność nerwów (włókien ) współczulnych

·         Rośnie we krwi poziom amin katecholowych ( adrenalina i dopamina)

OBJĘTOŚĆ WYRZUTOWA SERCA: (ile krwi wyrzuca podczas jednego skurczu 70 – 80 ml))

Wykazuje wzrost

Powód:

·         Pobudzenie współczulne przyczynia się do mocy skurczu

·         Zgodnie z prawem starlinga siła skurczu się zwiększa gdy zwiększa się powrót krwi żylnej do serca, a właśnie podczas wysiłku 9dynamiczny) tzw. pompa mięśniowa ułatwia ten powrót krwi do serca

Max objętość wyrzutowa ok 130 – 150 ml , u sportowców może sięgać 180 – 200 ml 9 bardzo wytrenowanych)

Pojemność minutowa : iloczyn tych dwóch parametrów (częstości i skurczów serca i objętości wyrzutowej)  w warunkach spoczynkowych : do 5 l , pojemność minutowa max ok 30 l

UKŁAD ODDECHOWY

Podczas wysiłku rośnie częstość oddechów.

Objętość oddechowa ( w warunkach spoczynkowych 0,5 l , max .. ?

Pojemność życiowa : max wdech i max wydech.

Częstość oddechów i głębokość oddechów to WENTYLACJA ODDECHOWA .

Spoczynek: ok 8 – 10 l powietrza , max wysiłkowa wentylacja: ok 100 l powietrza.

Dlaczego wentylacja się zwiększa:

·         Wysiłek fizyczny prowadzi do zakwaszenia (obniżenia PH płynów ustrojowych) krwi

·         W wyniku zakwaszenia krwi pobudzane SA chemoreceptory i hemodetektory przyczyniając się do zwiększenia się napędu oddechowego

·         Podczas przegrzaniu ciała (temperatura rośnie podczas wysiłku, )

·         Pobudzenie baroreceptorów przez wzrost ciśnienia tętniczego krwi

·         W wyniku podrażnienia receptorów czucia głębokiego (czyli proprioreceptorów)

·         Spadek aktywności nerwu błędnego ? emocje ?

Jak zmienia się wentylacja podczas wysiłku:

Wykazuje wzrost wprost proporcjonalny do rosnącej intensywności ale do ok 70 % VO2  po przekroczeniu tej intensywności pracy wzrost wentylacji staje się bardziej dynamiczny .

Próg wentylacyjny – punkt zmiany dynamiki zmiany przyrostu wentylacji ( przy ok 70 % ). Można go inaczej nazwać hiperwentylacją wysiłkową.

WAŻNE ETAPY (Zakwaszenie):

Wysiłek fizyczny przyczynia się do wzrostu stężenia jonów wodorowych (zakwaszenie) . z tymi jonami walczą bufory. W wyniku ich działania zwiększa się ilość dwutlenku węgla. W celu pozbycia się nadmiaru dwutlenku węgla ( przy udziale chemoreceptorów)  dochodzi do hiperwentylacji wysiłkowej ( nadmiernego przewietrzania płuc ).

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA àZdolność do wykonywania wysiłków o wysokiej intensywności lub/i długim czasie trwania przy użyciu dużych grup mięśniowych, przy towarzyszącym procesie zmęczenia. To również zdolność do likwidacji zmian zmęczeniowych po zakończonym wysiłku.

Czynniki determinujące wydolność fizyczną :

·         Sprawność wszystkich układów

·         masa ciała tłuszczowa, beztłuszczowa

·         Wiek i płeć

·         Sprawność układu nerwowego ( synapsa – punkt połączenia)

·         Potencjał energetyczny

·         Transport tlenu ( sprawność oddychania i krążenia ale także parametry krwi )

·         Termoregulacja

·         Gospodarka wodno – elektrolitowa ( żeby nie doszło w organizmie do odwodnienia , bo w warunkach wysilkowych dochodzi do parowania wody , potu)

FIZJOLOGIA 5.04.11 ćwiczenia

Pojęcia wydolności fizycznej

Wydolność fizyczna oznacza zdolność do ciężkich, długotrwałych wysiłków fizycznych, wykonywanych z udziałem dużych grup mięśniowych, bez szybko narastającego zmęczenia i warunkujących jego rozwój zmian w środowisku wewnętrznym organizmu.

Wydolność fizyczną określają:

1. Sprawność funkcji współdziałających w zaopatrzeniu w tlen mięśni i aktywność procesów biochemicznych warunkująca wykorzystanie tlenowych źródeł energii.
2. Zasoby energetyczne w mięśniach i innych tkankach oraz sprawność ich mobilizacji
3. Sprawność procesów wyrównujących zmiany w środowisku wewnętrznym organizmu spowodowanego przez wysiłek.
4. Tolerancja zmian zmęczeniowych

Czynniki decydujące o sprawności zaopatrzenia w tlen:

1. Maksymalna wentylacja minutowa płuc ( najwyższa objętość powietrza przechodząca przez płuca w ciągu 1 minuty)
2. Pojemność dyfuzyjna płuc ( objętość tlenu jaka może przeniknąć w jednostce czasu z powietrza pęcherzykowego do krwi w naczyniach włosowatych płuc)
3. Objętość krwi i pojemność tlenowa krwi ( objętość tlenu transportowana przez krew)
4. Maksymalna pojemność minutowa serca ( maksymalna objętość wyrzutowa serca razy maksymalna częstość skurczów serca)
5. Stopień poboru tlenu przez mięsnie i inne tkanki

- regulacja naczynioruchowa („rozmieszczenie” krwi tłoczonej przez serce)

- mięśniowy przepływ krwi

Pułap tlenowy jako uniwersalny wskaźnik wydolności fizycznej

Uniwersalnym wskaźnikiem sprawności zaopatrywania ustroju w tlen jest pułap tlenowy czyli maksymalna ilość tlenu jaka organizm może pochłonąć  w ciągu 1 minuty.

Pułap tlenowy jest uniwersalnym wskaźnikiem wydolności fizycznej gdyż:

1. Ilość tlenu jaka człowiek może maksymalnie pobrać w jednostce czasu decyduje o stopniu pokrycia zapotrzebowania tlenkowego podczas wysiłku; wyznacza..
2. ..?

Pułap tlenowy jest zróżnicowany w zależności od:

-wieku

-płci

-stopnia wytrenowania

Pułap tlenowy wyrażany jest w:

·         Jednostkach bezwzględnych : litry / min

·         Jednostkach względnych: mililitry / ?

Wielkości maksymalnego poboru tlenu

Najniższa wartością pułapu tlenowego , umożliwiająca pełną niezależność lokomocyjną człowieka wynosi: 15 ml / kg masy ciała / min .

Pułap tlenowy u młodych , zdrowych osób w wieku 20 – 25 lat wynosi:

Kobiety : 35 – 45 ml / kg masy ciała / min

Mężczyźni: 45 – 55 ml / kg masy ciała / min.

Pułap tlenowy u wysoko wytrenowanych zawodników

Kobiety: 77  ml / kg masy ciała / min

Mężczyźni: 85 ml / kg masy ciała / min

Fizjologiczne uwarunkowania zróżnicowania pułapu tlenowego w zależności od płci:

1. Mniejsze rozmiary serca u kobiet, niższa objętość wyrzutowa serca à mniejsza maksymalna pojemność minutowa serca
2. Niższa objętość krwi, mniejsza zawartość hemoglobiny we krwi à niższa pojemność tlenowa krwi
3. Różnice w składzie ciała: większa u kobiet zawartość tkanki tłuszczowej, mniejsza zawartość tkanki mięśniowej
4. Niższa maksymalna wentylacja minutowa płuc
5. Przeciętnie niższa aktywność ruchowa u kobiet;

Zmęczenie to utrata zdolności generowania wymaganej lub spodziewanej wielkości mocy.

Rozróżnia się dwa typy zmęczenia:

- ośrodkowe, zlokalizowane w układzie nerwowym

- obwodowe zlokalizowane w mięśniach szkieletowych

Przyczyny zmęczenia podczas krótkotrwałych wysiłków o wysokiej intensywności związane są przede wszystkim ze zmianami zachodzącymi w pracujących mięśniach.

Do najważniejszych przyczyn rozwoju zmęczenia zaliczamy:

·         Powstawanie ubocznych produktów przemiany materii:

-wzrost stężenia jonów wodorowych

Wzrost stężenia ADP, fosforanu nieorganicznego, amoniaku i innych (IMP)

·         Zwolnienie szybkości wytwarzania ATP w stosunku do jego zużycia; wyczerpanie zasobów energetycznych, głównie fosfokreatyny

·         Zaburzenie sprawności mechanicznej mięśni

Szczegolne znaczenie w rozwoju zmeczenia w wysiłkach krótkotrwałych o wysokiej intensywności odgrywa podwyższone steżenie jonów wodorowych (zakwaszania)

Do najważniejszych negatywnych skutków zakwaszania zaliczamy:

·         Zmiejszenie maksymalnej prędkości skracania miesnia

·         Zmniejszenie sily rozwijanej przez mostki aktyno-miozynowe

·         Obniżenie szybkości wiązania jonów wodorowych z troponiną

·         Obniżenie aktywności ATP-azy miofibrylarnej

·         Nasilenie tempa zużycia fosfokreatyny

W wyniku zakwaszenia mięśnie tracą maksymalną szybkość skracania … ?

Przyczyny zmęcze3nia podczas długotrwałych wysiłków związane są ze zmianami zachodzącymi zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym jak i w pracujących mięśniach,

Do przyczyn zmęczenia ośrodkowego należą:

·         Hipoglikemia (znaczne obniżenie stężenia glukozy we krwi)

·         Hipertermia ( nadmierny wzrost temperatury wewnętrznej ciała)

·         Zwiększenie stężenia amoniaku we krwi i mięśniach

·         Odwodnienie, zwiększenie osmolarności  płynów ustrojowych

·         Zaburzenia wydzielania neurotransmiterów w ośrodkowym układzie nerwowym

Podczas wysiłków statycznych główna przyczyną rozwoju zmęczenia jest utrudniony przepływ krwi przez pracujące mięśnie.

Utrudniony dopływ krwi tętniczej i odpływ krwi żylnej powoduja:

·         Upośledzenie dostarczania tlenu à niedotlenienie

·         Zaburzenie dostarczania substratow energetycznych

·         Wieksze wykorzystywanie fosfokreatyny

·         Gromadzenie ubocznych produktow metabolizmu

·         Kumulacja ciepła

Przyczyną zmeczenia w wysiłkach statycznych jest również zaburzenie działania zlącza nerwowo – mięśniowego (synapsy) à zmęczenie synaptyczne