Podstawy fizjologii oddychania

i wysiłku fizycznego

Mięśnie oddechowe

Funkcje wdechowe spełniają:

- przepona (powiększenie klatki piersiowej)

- mięśnie pochyłe i międzyżebrowe zewnętrzne (uniesienie -
powiększenie klatki
piersiowej)

- pomocnicze mięśnie oddechowe (uniesienie klatki piersiowej)

Funkcje wydechowe spełniają:

- mięśnie powłok brzucha (tłocznia brzucha) ( wypchnięcie
przepony do góry)

- mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne (zmniejszenie klatki
piersiowej)

Mięśnie oddechowe unerwiane są przez nerwy odcinka szyjnego i
piersiowego rdzenia. Do tych motoneuronów biegną drogi z rdzenia
przedłużonego, gdzie znajduje się ośrodek oddechowy z neuronami
wdechowymi i wydechowymi działającymi naprzemiennie.

Mechanizm wdechu i wydechu

Wdech:

- następuje skurcz przepony (spłaszcza się i opuszcza)

- skurcz mięsni międzyżebrowych zewnętrznych - uniesienie żeber

Wydech:

- bierne zmniejszenie klatki piersiowej i płuc spowodowane
ciężarem i własną sprężystością

- następuje rozkurcz przepony (podnosi się)

- skurcz mięsni międzyżebrowych wewnętrznych - opuszczenie żeber

Objętość płuc

- objętość oddechowa - normalny wdech - 500 ml

- objętość dopełniająca - maksymalny wdech - 2500 ml

- objętość zapasowa - maksymalny wydech - 1000-1200 ml

- objętość zalegająca - powietrze stale zalegające w płucach - 1200
ml
(nie można zmierzyć jej spirometrem)

Minutowa objętość oddechowa Vt = objętość oddechowa x częstość
oddechów (w spoczynku 0,5 l x 15=7,5 l/min

)

4200 ml

Anatomiczna i fizjologiczna przestrzeń martwa

- wymiana gazowa w ukł. oddechowym ograniczona jest do
pęcherzyków płucnych. Dociera do nich tylko część objętości
oddechowej - tzw. część pęcherzykowa.

- reszta kontaktuje się tylko z przestrzeniami służącymi
komunikacji, a nie czynnej wymianie gazowej tzw. przestrzenią
martwą (objętość przestrzeni nieużytecznej)

- przestrzeń ust, nosa, gardła, tchawicy i oskrzeli łącznie stanowią
anatomiczną przestrzeń martwą (ok. 0,15 l)
- normalnie wielkość anatomicznej przestrzeni martwej pokrywa się
mniej więcej z tzw. przestrzenią martwą czynnościową.
- przestrzeń martwa czynnościowa staje się większa niż przestrzeń
anatomiczna, gdy w części pęcherzyków nie zachodzi wymiana
gazowa.

Funkcje przestrzeni martwej

• doprowadza powietrze do pęcherzyków płucnych

• oczyszcza powietrze

• nawilża powietrze

• ogrzewa powietrze

• stanowi część narządu głosu

Regulacja oddychania

- ośrodek oddechowy z neuronami wdechowymi i wydechowymi
działającymi naprzemiennie znajduje się w rdzeniu przedłużonym
- mimowolna czynność oddechowa jest regulowana na drodze
sprzężenia zwrotnego przede wszystkim przez ciśnienie pCO

2

i pO

2

- chemoreceptory wrażliwe na wzrost CO

2

i spadek O

2

znajdują się

w tętnicy szyjnej i aorcie
- baroreceptory też mają wpływ na wentylację - spadek ciśnienia
powoduje nasilenie wentylacji
- podwyższenie i obniżenie temperatury ciała powoduje nasilenie
wentylacji płucnej

CO

2

O

2

WDECH

CO

2

O

2

WYDECH

Kryteria oceny wydolności fizycznej organizmu

Z tych powodów najczęściej stosowanym kryterium określającym
poziom

wydolności

fizycznej

organizmu

jest

maksymalne

pochłanianie tlenu (VO

2

max) (pułap tlenowy). Termin ten wyraża

największą ilość tlenu jaką badany może w czasie maksymalnego
wysiłku pochłonąć w ciągu 1 minuty.

Wydolność fizyczna ustroju jest to zdolność organizmu do
wykonywania ciężkiej i długotrwałej pracy fizycznej bez szybko
narastającego uczucia zmęczenia i bez poważniejszych zaburzeń
homeostazy ustrojowej.

Mimo iż wydolność fizyczna ustroju jest wypadkową czynności wielu
różnych narządów, to można uznać, iż bardzo ważnym mechanizmem
fizjologicznym decydującym o wydolności fizycznej jest sprawność
funkcji zaopatrzenia organizmu w tlen.

VO

2

max nie jest wielkością stała przez całe życie - wzrasta do ok. 20

roku życia, następnie utrzymuje się na względnie stałym poziomie, a
od 30 roku życia spada.

Bezpośredni pomiar pochłoniętego tlenu - spirometr Krogh’a

Metoda bezpośrednia polega na wielokrotnym oznaczeniu wielkości
pochłaniania tlenu w l/min (VO

2

) podczas stopniowego obciążania

badanego coraz to większym wysiłkiem fizycznym. Jeżeli mimo
zwiększania obciążenia wielkość VO

2

u badanego przestanie

wzrastać, czyli osiągnie plateau, to wówczas poziom ten odpowiada
maksymalnemu pochłanianiu tlenu - VO

2

max.

Pośredni pomiar pochłoniętego tlenu - normogram Astrand’a - Ryhming’a

(zależność poboru tlenu od obciążenia i częstości tętna)

Metoda pośrednia pozwala ustalić wartość VO

2

max na podstawie

częstości tętna obliczonego podczas wysiłku submaksymalnego.
Jedną z metod oznaczania pułapu tlenowego metodą pośrednią jest
próba Astrand’a - Ryhming’a. Autorzy ci stwierdzili występowanie
liniowej zależności między częstością tętna, a ilością pochłoniętego
tlenu i mocą wykonywanej pracy. Umożliwiło to stworzenie
nomogramu, pozwalającego na określenie w czasie wysiłku
submaksymalnego, jakie byłoby pochłanianie tlenu w warunkach
obciążenia maksymalnego.

Submaksymalny test wysiłkowy - PWC

170

(Psychical working capacity)

Istnieje liniowa zależność między wielkością wykonywanej pracy, a
częstością tętna. Dzięki powyższej zależności można przewidzieć na
podstawie przyrostu częstości tętna jak wielką pracą osobnik został
obciążony.

Test PWC

170

służy do oceny wydolności fizycznej, która jest tym

większa im organizm może wykonywać większą pracę bez
znaczniejszego przyśpieszenia tętna.

Test ten umożliwia ustalenie wielkości pracy, która powoduje, że
tętno u obciążonego wysiłkiem osobnika wzrasta do wartości np.
170 uderzeń/min.

THE END