Fizjologia

Wykładowca Andrzej Klimek

Rok 2007/2008 Wiele się zmieniło w zakresie wydolności anaerobowej po tym roku - aktualizacja w notatkach z fizjologii sportu

Spis treści

Układ mięśniowy

Podział i budowa mięśni

Mięśnie gładkie

• brak płytki ruchowej i sarkomerów

• włókna wrzecionowate

• jedno jądro komórkowe

• nieliczne mitochondria

• zawierają syncytium (mostki)

• retikulum srakoplazmatyczne słabo rozwinięte

Mięsień sercowy

• brak płytki ruchowej

• włókna rozgałęzione

• jedno jądro komórkowe

• liczne mitochondria

• zawiera sarkomery (2,6 mikrometrów)

• zawiera syncytium oraz słabo rozwinięte retikulum sarkoplazmatyczne

Mięśnie szkieletowe

• zawiera płytkę ruchową

• włókna walcowate

• nieliczne mitochondria

• liczna ilość jąder komórkowych

• zawiera sarkomery (3,65 mikrometrow)

• nie zawiera syncytium

• dobrze rozwinięte retikulum sarkoplazmatyczne

• stanowią ok. 40 % masy ciała

• zdolne do pracy mechanicznej (produkcja siły i generowanie mocy, ruchy dowolne, utrzymywanie postawy ciała)

• zbudowane z różnych rodzajów włókien mięśniowych, szybko i wolnokurczliwych

Komórki mięśniowe posiadają kształt wydłużonego cylindra, średnica waha się od 10-100 nm. Długość od kilku do ok. 30 cm, składają się z błony kom. (sarkolemmy), protoplazmy (sarkoplazmy) oraz jąder komórkowych.

Pęczki mięśni otoczone omięsną składają się z włókien mięśniowych, włókna mięśniowe zbudowane są z miofibryli, a te z miofilamentów grubych i cienkich. Miofilamenty grube zbudowane z białek mięśniowych - miozyny i aktyny i dwóch białek regulujących.

Skład sarkoplazmy

w sarkoplazmie stwierdzić można obecność substancji energetycznych - ATP, CP, glikogen i wolne kwasy tłuszczowe (FFA) oraz mioglobinę, tworzących z wodą płynną macierz komórkową a także mitochondriów i siateczki sarkoplazmatycznej oraz miofibryli.

Synapsa nerowowo-mięśniowa

synapsa ta posiada budowę bardzo zbliżoną do synapsy nerwowej, kolbka synaptyczna w synapsie nerwowo-mięśniowej nazywa się stopką końcową.

pęcherzyki synaptyczne zawierają neuromediatorem, którym zawsze jest acetylocholina.

błona postsynaptyczna nazywana jest tu płytką motoryczną i jest nią sarkolemma.

Energetyka pracy mięśniowej

ATP rozpada się na ADP i wolny fosforan dając energię.

Fosfokreatyna (CP) rozpada się na kreatynę (C) i wolny fosforan, który przyłącza się do ADP tworząc ponownie ATP.

ATP razem z CP nazywane są Fosfagenem.

Glikogen mięśniowy oraz glukoza z krwi ulegają glikolizie dając kwas pirogronowy i wolny fosforan, który przyłącza się do ADP lub C dając ATP lub CP.

Kwas pirogronowy w warunkach gdy zaspokojone jest zapotrzebowanie na tlen wchodzi do cyklu krebsa, dając energię, dwutlenek węgla i wodę.

Wolne kwasy tłuszczowe wchodzą do cyklu krebsa j.w.

Kwas pirogronowy w warunkach beztlenowych zamienia się w kwas mlekowy, z którego 80% służy do odbudowania glukozy w procesie glukoneogenezy, 20% w obecności tlenu zamienia się w dwutlenek węgla i wodę.

Mięśnie muszą skorzystać z procesów beztlenowych na początku intensywnego wysiłku, po zwiększeniu intensywności wysiłku oraz kiedy zapotrzebowanie mm na tlen jest większe od maksymalnego poboru tlenu.

Bałka nie odgrywają istotnej roli w energetyce - ok 4% zaspokajania zapotrzebowania energ.

Miofibryle i sarkomery

Miofibryle umieszczone są w płynnej macierzy kom., są to drobne włókienka, grubość 1-3 nm. Liczba w jednym włóknie mięśniowym między 500 a 600.

Przebiegają wzdłuż osi podłużnej miocytu, wykazują poprzeczne prążkowanie, zmieniają długość ponieważ zbudowane są z dwóch rodzajów białek kurczliwych - aktyny i miozyny stanowiących odpowiednio 25 i 50% białek miocytu. Włókienka aktyny są trzykrotnie cieńsze od włókien miozyn i usytuowane są w określony sposób.

Aktyna wraz z kompleksem białkowym tworzy jaśniejszy prążek miofibryla (izotropowy), a w środku jasnego prążka znajduje się ciemniejszy odcinek odpowiadający błonie Z, do której przyczepione są końce nitek aktyny. Między sąsiednimi prążkami I znajduje się ciemniejszy prążek oznaczony literą A (anizotropowy) utworzony przez nitki miozyny oraz aktyny z tropomiozyną i troponiną.

Sarkomer jest to odcinek miofibryla zawarty między dwoma sąsiednimi błonami Z.

Przyczyny i lokalizacja zmęczenia

Najpierw zmęczeniu ulegają komórki nerwowe (zmęczenie centralne), później mięśnie (zmęczenie obwodowe).

Przyczyny zmęczenia

• wyczerpanie zasobów energetycznych

• zadłużenie tlenowe tkanek (hipoksja)

• zaburzenie równowagi kwasowo - zasadowej

• spadek pH

• wpływ szkodliwych produktów przemiany materii

• odwodnienie i utrata elektrolitów

Zmęczenie to zmniejszenie zdolności do pracy objawiające się spadkiem jej intensywności i efektywności.

Podział włókien mięśniowych

Włókna wolnokurczliwe (czerwone, włókna typu I, ST - slow twitch)

• niska aktywność ATP

• niska aktywność enzymów glikolitycznych

• duża ilość mitochondriów

• wysoka aktywność enzymów mitochondrialnych

• duża ilość mioglibiny, bogate ukrwienie

charakteryzuje je mała szybkość skracania, duża wytrzymałość oraz odporność na zmęczenie

Włókna szybkokurczliwe (białe, włókna typu II, FT - fast twitch)

przeciwne cechy jak wolnokurczliwe

duża szybkość skracania, mała wytrzymałość, szybciej się męczą

Dzielą się na dwa rodzaje:

IIa (FTa) - pośrednie między ST a FTb, kurczą się 3 razy szybciej od typu I

są odporne na zmęczenie, metabolizm tlenowy i beztlenowy, średnia siła skurczu

IIb (FTb) - kurczą się 3 razy szybciej niż Fta

najszybszy skurcz, metabolizm beztlenowy

Rodzaje skurczów mięśniowych

Ze względu na częstotliwość

• pojedynczy

• tężcowy niezupełny (gdy bodziec działa przed końcem fazy skurczu i rozkurczu)

• tężcowy zupełny (gdy bodziec działa przed połową fazy skurczu i rozkurczu)

Ze względu na długość i napięcie

• izotoniczny (zmienia się długość, nie zmienia się napięcie)

• izometryczny (zmienia się napięcie, nie zmienia się długość)

• auksotoniczny (zmienia się i napięcie i długość)

Ze względu na odległość przyczepów

• koncentryczny (zmniejsza się odległość miedzy przyczepami)

• ekscentryczny (zwiększa się)

Mechanizm skurczu mięśniowego

Fala depolaryzacji dociera do stopki końcowej (tak się nazywa kolbka synaptyczna w synapsie nerwowo - mięśniowej) i powoduje uwolnienie acetylocholiny do szczeliny synaptycznej.

Acetylocholina łączy się z receptorami na płytce motorycznej (błona postsynaptyczna) ulegając rozpadowi na cholinę i kwas octowy uwalniając falę depolaryzacji wzdłuż błony komórkowej (sarkolemmy).

Fala depolaryzacji płynie w jedną i drugą stronę, przechodząc wnika w kanaliki poprzeczne T, zwiększając proces przepuszczalności cystern brzeżnych (na kanalikach podłużnych L) dla jonów wapnia, które inicjują skurcz mięśniowy (są czynnikiem skurczowym).

Jony wapnia zostają uwolnione do wnętrza komórki, łączą się z troponiną, która oddziaływuje na tropomiozynę osłabiając jej połączenie z centrami aktywnymi na aktynie powodując ich odsłonięcie.

Jony wapnia uaktywniają również miozynę, która powoduje rozpad ATP (hydrolizę), wówczas ATP rozpada się na ADP i wolny fosforan - reakcja ta dostarcza energii do skurczu.

Dzięki energii z tej reakcji powstają wiązania mostkowe między główkami miozyny a centrami aktywnymi na aktynie w wyniku czego włókienka miozyny wsuwają się między włókienka aktyny w ten sposób skracając sarkomery, a w rezultacie cały mięsień.

Po przejściu pobudzenia jony wapnia wracają do kanalików L, wówczas ATP zostaje odbudowane kosztem rozpadu fosfokreatyny.

W obecności ATP wiązania mostkowe ulegają rozluźnieniu co prowadzi do rozkurczu mięśnia

Układ nerwowy

Receptory

są to obwodowe zakończenia dendrytów czuciowych. W receptorach zachodzi stan depolaryzacji ciągłej. Są rozłożone nierównomierne. Mają różny próg pobudliwości.

Reagują na konkretne swoiste bodźce.

Receptory dzielimy na:

eksteroreceptory - ze środowiska zewnętrznego:

• telerecoptory (z pewnej odległości, wzrok, słuch, węch)

• kontaktoreceptory( reagują bezpośrednio na kontakt, ból, temp, ciepło, zimno)

interoreceptory - receptory wewnętrzne

Podział receptorów ze względu na występowanie

• wisceroreceptory (znajdują się w narządach wew.)

• angioreceptory (w układzie krążenia)

• proprioreceptory (w układzie ruchu - w stawach, mięśniach)

Podział receptorów ze względu na rodzaj odbieranego bodźca

• chemoreceptory (ze względu na skład chemiczny)

• termoreceptory (na zmianę temperatury)

• mechanoreceptory (na bodźce mechaniczne)

• osmoreceptory (na zmianę ciśnienia osmotycznego)

Synapsa

nerwowa składa się z końcówki aksonu która jest w formie kolbki synaptycznej w której znajdują się pęcherzyki synaptyczne zawierające neuromediatory, neurotransmitery, błonę presynaptyczna. Funkcja - przeniesienie impulsu do kolejnej kom.

Fala depolaryzacyjna dochodzi do kolbki i uwalnia neuromediator, następnie dociera on do receptorów postsynaptycznych, które są wrażliwe na ten neromediator powodując fale depolaryzacyjną.

Budowa łuku odruchowego

odruch jest to reakcja na bodziec zachodząca przy udziale CUN (centralnego systemu nerwowego). Składa się z 5 elementów:

1. receptory - odbiór inf.

• mechanoreceptory (w skórze)

• chemoreceptory (wnętrze ciała)

• telereceptory (wzrok)

• baroreceptory (inf. o prężności gazów)

• nocyreceptory (dają inf. o bólu)

2. droga aferentna

3. ośrodek odruchu

4. droga eferentna w postaci motoneuronu

5. efektor np: włókno mięśniowe

Rodzaje odruchów

monosynaptyczne (występuje 1 synapsa 2 neurony)

odruch kolanowy i skokowy:

receptor ścięgna pod rzepka m. 4głowy

prioproreceptor - odbiera sygnał

przesłanie przez droge aferentną

1 synapsa odbiera -> droga eferentna

przekazanie do mięśnia 4głowego uda

polisynaptyczne występują co najmniej 2 synapsy

bodziec bólowy -> odruch zginacza/odruch podeszwowy (odr. Babińskiego-nieprawidłowy)

Komorka nerwowa - budowa i funkcje
podstawową kom. układu nerwowego jest neuron. Jest zdolny do pobudliwości, reagowania na bodziec, jego cechą jest przewodnictwo, zdolność do przekazywania pobudzenia na dużą odległość.

Budowa neuronu

• ciało komórkowe

• dendryty doprowadzające wypustki

• akson odprowadza impuls na zewnątrz

dendryty => ciało komórkowe => akson

Istnieją neurony:

• wielobiegunowe

• pseudojednobiegunowe

• dwubiegunowe

• jednobiegunowe

Podział funkcjonalny neuronów:

aferentne - czuciowe, przekazywanie inf. ze skóry do OUN przez zwój kręgowy, w którym znajduje się ciało komórkowe.

eferentne - ruchowe ciało komórkowe znajduje się w OUN, akson biegnie na obwodzie do mięśnia.

pośredniczące/interneurony - występują tylko w OUN przewodzą inf. pomiędzy poszczególnymi częściami układu nerwowego z rdzenia kręgowego do mózgowia.

Układ nerwowy centralny i obwodowy

CUN - mózg + rdzeń kręgowy

OUN:

• Rdzeń kręgowy - ośrodek odruchu i ukł. autonomicznego

• Rdzeń przedłużony - regulacja ciśnienia krwi oddychania i połykania

• Most - czucie regulacja oddychania i snu

• Śródmózgowie - integracja ze wzrokiem i słuchem

• Międzymózgowie - rytm dobowy i reakcje obronne

• Kora - widzenie, słyszenie ,mowa, pamięć

Hamowanie i torowanie reakcji odruchowej

Torowanie - jednoczesne drażnienie włókien aferentnych w dwóch nerwach może wywołać silniejsza reakcje efektora, np. skurcz mięśnia szkieletowego, niż suma reakcji wywołana oddzielnym podrażnieniem bodźca o tej samej sile tych samych nerwów. Silniejsza reakcja efektora wywołana jednoczesnym podrażnieniem 2-och nerwów to torowanie.

Okluzja/hamowanie - jest odwrotnością torowania. Jednoczesne silne (maksymalne) podrażnienie 2-óch nerwów daje słabszą reakcje efektora niż suma reakcji wywołanej oddzielnym podrażnieniem tych samych nerwów. Jest to zmniejszenie reakcji odruchowej zależne od zachodzenia na siebie stref wyładowania. Okluzja jest miarą ośrodkowego zachodzenia na siebie dróg dośrodkowych i wygasania impulsacji nerwowej w ośrodku.

Osłonki otaczające włókna nerwowe

Otoczka (inaczej osłonka) mielinowa, zwana także rdzenną - osłonka włókien nerwowych tworzona przez oligodendrocyty w ośrodkowym układzie nerwowym i przez komórki Schwanna w obwodowym układzie nerwowym.

Osłonka schwanna - komórka tworzy wzdłuż aksonów osłonkę mielinową (neurolemę lub neurolemmę). Osłonka ta spełnia funkcję ochronną dla aksonu, ale przede wszystkim zwiększa tempo przewodzenia impulsów nerwowych (dzięki przewężeniom Ranviera). Osłonka Schwanna powstaje przez owinięcie się protoplazmy komórki wokół włókien. Jedna osłonka pokrywa kilka z nich.

Osłonka mielinowa - Komórki owijając się kilkakrotnie wokół aksonów tworzą osłonkę z własnej błony komórkowej, ułożonej w kilka warstw. Spełnia ona jednocześnie funkcję ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego aksonu. Długie aksony z osłonką mielinową nazywane są włóknami rdzennymi, a aksony bez osłonki to włókna bezrdzenne. Osłonkę mielinową posiada większość długich aksonów, biegnących przez istotę białą w OUN oraz w nerwach rdzeniowych.

Mechanizm powstawania i przewodzenia impulsów nerwowych

Powstawanie impulsu nerwowego: Błony neurony w stanie spoczynku są spolaryzowane (brak bodźca). Wynika to z różnego rozmieszczenia jonów Na+ K+ i anionów Cl-. Różnica ładunków + i - to potencjał spoczynkowy (-70mV). Utrzymanie polaryzacji błony możliwe jest dzięki zróżnicowaniu przepuszczalności błony dla jonów Na+ i K+ oraz działaniu w błonie pompy sodowo-potasowej. Impuls nerwowy to przesuwająca się wzdłuż neuronu fala depolaryzacji powstająca na skutek zadziałania bodźca progowego (odpowiednio silnego), bodziec ten spowodował zwiększenie przepuszczalności błony neuronu dla jonów Na+, które wnikają do wnętrza kom. i powodują powstanie potencjału czynnościowego (+35mV).

Prędkość impulsu: w neuronie z osłonką mielinową - skokowo 100- 125 m/s, bez osłonki- jednostajnie 5 - 25 m/s.

Podział włókien nerwowych

Włókna nerwowe dzielą się zarówno pod względem morfologicznym, jak i czynnościowym. Morfologiczne kryteria podziału odnoszą się do występowania lub niewystępowania osłonki mielinowej, do środka aksonów oraz do umiejscowienia zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym, gdzie są skupione w postaci nerwów.

Pod względem czynnościowym włókna nerwowe dzieli się na przewodzące impulsy z obwodu do ośrodka - są to włókna dośrodkowe, czyli aferentne, i od ośrodków na obwód - włókna odśrodkowe, czyli eferentne. Różnią się także szybkością przewodzenia impulsów, czasem trwania potencjału iglicowego, długością okresu bezwzględnej niewrażliwości, czyli refrakcji, oraz charakteru transmiterów i modulatorów uwalnianych z zakończeń aksonów.

Uwzględniając zarówno kryterium morfologiczne, jak i czynnościowe dzieli się włókna nerwowe za cztery grupy:

• Włókna nerwowe grupy A - mają osłonkę mielinową i są to zarówno włókna aferentne - przewodzące czucie, jak i eferentne - somatyczne.

• Włókna nerwowe grupy B - mają osłonkę mielinową, należą do układu autonomicznego, a na ich zakończeniach uwalnia się acetylocholina.

• Włókna nerwowe grupy Cs - nie mają osłonki mielinowej, na ich zakończeniach uwalnia się noradrenalina.

• Włókna nerwowe grupy C d.r. - nie mają osłonki mielinowej. Są to włókna aferentne wstępujące do rdzenia kręgowego przez korzenie grzebieniowe.

Włókna aferentne należą zarówno do grupy A, jak i C d.r. przewodzą impulsy od receptorów do ośrodkowego układu nerwowego.

Włókna eferentne nalezą do grupy A i B opuszczają ośrodkowy układ nerwowy w nerwach czaszkowych oraz nerwach rdzeniowych.

Rola rdzenia kręgowego i mózgowia

Rdzeń kręgowy jest siedliskiem odruchów mięśniowych, skurcz mięśni, sekrecja gruczołów,

łączy układ obwodowy i autonomiczny z mózgowiem. W rdzeniu są zlokalizowane ośrodki układu autonomicznego.

Mózgowie zawiera ośrodki oddechowe i krążenia, jądra ruchowe, czuciowe i wegetatywne nerwów czaszkowych.

Układ nerwowy somatyczny i wegetatywny

Regulacja czynności narządów wewnętrznych przez autonomiczny układ nerwowy

Somatyczny - unerwia ruchowo mięśnie, czuciowo skórę, mięśnie szkieletowe i narządy.

Wegetatywny (autonomiczny) - dzieli się na przywspółczulny i współczulny.

Współczulny (sympatyczny) - przyspiesza pracę serca, zwęża naczynia krwionośne, zwiększa ciśnienie, usprawnia pracę mięśni szkieletowych, przyspiesza metabolizm, hamuje procesy trawienia.

Przywspółczulny (parasympatyczny) - działa antagonistycznie.

Irradiacja

rozprzestrzenianie się pobudzenia na sąsiednie ośrodki nerwowe w CUN.

Krew

Funkcje krwi

1. transportowa - do tkanek 02, substancje odżywcze, witaminy i hormony, sole mineralne

z tk. CO2, produkty przemiany materii, kw. mlekowy - neutralizowany we krwi przez bufory;

2. odpornościowa (obronna) - odpowiedzialne są białe ciałka krwi oraz gamma-globulina;

3. homeostatyczna - regulacja bilansu jonowego, wodnego, stabilizuje pH

4. termoregulacyjna - utrzymanie stałej temperatury ciała;

5. hemostatyczna - utrzymanie stałej objętości krwi, umiejętność krzepnięcia

6. czynność hydrodynamiczna (izonomia, izohydria - utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego i hydrostatycznego)

Fizyczne i chemiczne właściwości krwi

Krew jest płynem nieprzejrzystym o czerwonym zabarwieniu, słodkawo-słonym smaku i swoistym zapachu. Do właściwości fizycznych krwi należą: ciężar właściwy, lepkość, ciśnienie osmotyczne, zjawisko opadania krwinek, oddziaływanie krwi, krzepliwość, przewodnictwo elektryczne i napięcie powierzchniowe.

Lepkość krwi jest 4-5 razy większa od lepkości wody.

Do krwi przenikają metabolity (kwasy i zasady), które mają tendencję do zmiany jej odczynu. Dzięki własnościom buforowym białek krwi, możliwe jest utrzymanie jej równowagi kwasowo-zasadowej (stałego pH krwi).

Skład krwi

elementy morfotyczne (40-45%)

osocze (część płynna, 55-60%).

W skład elementów morfotycznych wchodzą erytrocyty, leukocyty i trombocyty.

Erytrocyty - czerwone krwinki, powstają w czerwonym szpiku kostnym (w nasadach kości długich i płaskich), żyją około 120 dni, giną w śledzionie, mają dużą powierzchnię w stosunku do objętości, w ich skład wchodzą 57% wody, 34% hemoglobiny i 9% to zrąb.

U mężczyzn jest ich 5-5,5 mln na mm3, u kobiet 4,5-4,8 mm3.

Leukocyty - białe krwinki jest ich od 4 do 10 tysięcy w 1 mm3, posiadają funkcje odpornościową.

Dzielą się na granulocyty (posiadają ziarnistość) i agranulocyty (nie posiadają ziarnistości).

Granulocyty (68% wszystkich leukocytów) - powstają w szpiku kostnym, są wielopłatowo jądrzaste.

Dzielą się na:

• Neutrofile (obojętnochłonne) - 65% - pierwsza nieswoista linia obrony przed zakażeniem, zdolne do fagocytozy, diapedezy, chemotaksji, tworzą ropę

• Eozynofile (kwasochłonne) - 2,5% - komórki fagocytujące, zawierają związki antyhistaminowe - bronią organizm przed uczuleniami, zabijają wielokomórkowe organizmy, larwy pasożytów

• Bazofile (zasadochłonne) - 0,5% - zawierają heparynę, zapobiegającą powstawaniu zakrzepów w naczyniach

Agranulocyty (32%) - powstają w grasicy, grudkach chłonnych

Dzielą się na:

• Monocyty - 10% - powstają w grudkach chłonnych, mają właściwości fagocytarne, produkują czynniki odpornościowe, w tkankach przekształcają się w makrofagi.

• Limfocyty - 22% - Dzielą się na B i T - B powstają w grudkach chłonnych, odpowiedzialne są za odporność humoralną, wytwarzają przeciwciała, T natomiast powstają w grasicy, odpowiadają za odporność typu komórkowego (np. odrzucanie przeszczepów), rozpoznają swoje tkanki i dają znać lim B o obcych tkankach, lim B wytwarzają wtedy przeciwciała

Diapedeza - zdolność opuszczania naczyń krwionośnych

Chemotaksja - przemieszczanie się w kierunku większego stężenia toksyn bakteryjnych

Fagocytoza - trawienie ciał obcych

Leukocytoza - wzrost leukocytów w wyniku chorób zakaźnych, zapaleń, stanów ciąży, po posiłku w trakcie trawienia i po wysiłku.

Ostry wysiłek powoduje wzrost granulocytów, a przewlekły limfocytów.

Trombocyty (płytki krwi) - od 200-300 tys., kom. bezjądrzaste, różnokształtne, powstają w szpiku kostnym, odpowiadają za krzepnięcie krwi, uwalniają serotoninę, która powoduje skurcz naczyń krwionośnych.

Osocze - 90% woda, 6-8% białka (albuminy, globuliny - alfa-globuliny i beta-globuliny - funkcja transportowa - hormony, żelazo, gamma-globuliny - funkcja odpornościowa, przeciwciała), fibrynogen 5%. Osocze bez fibrynogenu to surowica.

Liczba hematokrytowa

ilość elementów morfotycznych w pełnej objętości krwi. Wynosi około 46% u m i 42% u k.

Anemia - powoduje spadek objętości krwinek
Czerwienica - powoduje wzrost objętości krwinek
Hipoksja - niedotlenienie
Erytropoetyna - uwalniana z nerek tworzy krwinki czerwone

Proces krzepnięcia krwi:

Podczas uszkodzenia tkanki na zasadzie odruchu nerwowego następuje zwężenie uszkodzonego naczynia krwionośnego, gromadzenie i przyleganie do uszkodzonego miejsca płytek krwi (adhezja), zwężających mięśniówkę uszkodzonego naczynia.

Powstaje skrzep, którego powstanie warunkuje:

• powstanie w wątrobie przy udziale witaminy k protrombiny, która jest składnikiem osocza

• protrombina w obecności jonów Ca2+ i trombokinazy płytkowej przechodzi w trombinę

• trombina powoduje wytrącenie fibryny z fibrynogenu

Fizjologiczny czas krzepnięcia krwi wynosi 6-8 minut.

Rola ciśnienia osmotycznego, onkotycznego i hydrostatycznego - filtracja i resorpcja w naczyniach włosowatych

Ciśnienie onkotyczne osocza krwi warunkuje utrzymanie objętości wody w łożysku naczyniowym na stałym poziomie.

Ciśnienie osmotyczne wszystkich płynów ustrojowych jest jednakowe, a zatem czyni je izotonicznymi.

Filtracja wody zachodzi w naczyniach włosowatych przytętniczych. Jest to transport wody i substancji drobnocząsteczkowych przez pory w ścianach naczyń włosowatych do płynu tkankowego.

Resorpcja wody zachodzi w naczyniach włosowatych przyżylnych - jest to proces przeciwny filtracji.

Odczyn Biernackiego (OB)

Szybkość opadania czerwonych krwinek w preparacie, wykrywa stany zapalne w organizmie. Norma m - 8mm na godzinę, k - 10 mm na godzinę.

Grupy krwi

w krwinkach czerwonych wyróżnia się dwa antygeny A i B, w surowicy krwi dwie substancje białkowe o charakterze przeciwciał - alfa - anty A, beta - anty B.

Grupa A - aglutynina anty B, antygen A

Grupa B - aglutynina anty A, antygen B

Grupa AB - antygen AB

Grupa 0 - aglutynina anty A, anty B

Uniwersalny dawca 0, uniwersalny biorca AB.

Gen A + anty A - krew się ścina (glutynacja)

Aglutyniny to przeciwciała (aglutynacja - zlepianie się krwinek)

Czynnik Rh - antygen w krwinkach czerwonych

Rh+ zawiera w błonie komórkowej antygen D

Rh- nie zawiera antygenu D

Wskaźnik barwny (WB)

oznacza stopień wysycenia erytrocytu hemoglobiną. WB jest stosunkiem % normy hemoglobiny stwierdzanego w danej krwi do stwierdzonej ilości erytrocytów też wyrażonej w % normy.

WB = 100% hemoglobiny / 100% erytrocytów

Za normę przyjmuje się 16 g hemoglobiny w 100 ml, za 100% erytrocytów przyjmujemy 5 mln/mm³ krwi.

Układ krążenia

Budowa serca

Serce jest zbudowane z mięśni poprzecznie prążkowanych typu sercowego, otoczone jest osierdziem. Kształtem przypomina stożek, posiada podstawę i koniuszek serca oraz 3 powierzchnie (przednią, tylno-dolną i płucną). Jest wielkości pięści, waży ok. 300 g.

Posiada cztery jamy 2p, 2k, nie ma połączenia między prawą i lewą częścią serca. (prawa część krew żylna, lewa tętnicza). Z Pp wychodzą 2 żyły główne, Lp - 4 żyły płucne, Pk - tętnica płucna, Lk - aorta.

Wszystkie części serca są przedzielone zastawkami, które otwierają się i zamykają zgodnie z gradientem ciśnień. Zapobiegają one cofaniu się krwi.

Pp - Pk zastawka trójdzielna (półksiężycowata)

Lp - Lk zastawka dwudzielna (mitralna)

Różnice w budowie mięśniówki serca i mięśni szkieletowych

Mięsień sercowy jest rodzajem tkanki występującej tylko w sercu kręgowców. Jego włókna są widlasto rozgałęzione, jądra ułożone centralnie podczas gdy m. poprzecznie prążkowany posiada włókna złączone, jądra znajdują się na obrzeżach włókien. W odróżnieniu od mm. poprzecznie prążkowanych komórki robocze serca posiadają wstawki za pośrednictwem których potencjał czynnościowy z jednej komórki rozprzestrzenia się na sąsiednie.

Układ przewodzący serca

Wytwarza bodźce wpływające na czynność serca, zapewnia rytmiczne, kolejne skurcze przedsionków i komór. Jest kontrolowany przez centralny układ nerwowy. Do układu przewodzącego serca zalicza się węzeł zatokowy i pęczek Palladino-Hisa oraz węzeł przedsionkowo-komorowy.

Automatyzm pracy serca

Ośrodek pierwszorzędowy automatyzmu pracy serca (węzeł zatokowy, ośrodek Keith-Flacka).

Znajduje się w górnej części prawego przedsionka w okolicy ujścia żył głównych do serca,

w ośrodku tym powstają impulsy pobudzające serce z częstotliwością 60-80 impulsów/min.

W warunkach spoczynkowych serce człowieka kurczy się w rytmie zatokowym.

Wszelkie zmiany rytmu serca są zmianami pozasercowymi (hormony itd.).

Z tego ośrodka impulsy rozprzestrzeniają się na całą mięśniówkę serca i docierają do ośrodka drugorzędowego (węzeł przedsionkowo-komorowy, Aschoff-Tawary). Znajduje się w dolnej części prawego przedsionka w okolicy przegrody przedsionkowo-komorowej, powstają tu impulsy rzadziej - „zapasowy ośrodek” - 40-50 impulsów/min. Gdyby doszło do zaburzenia powstawania impulsów ośrodka pierwszorzędowego lub przewodzenia przejmuje on funkcję rozrusznika - nadaje rytm pracy.

Blok serca - rozkojarzenie pracy przedsionków i komór.

Od ośrodka drugorzędowego odchodzą dwie odnogi pęczka Palladino-Hisa; jedna do lewej, komory druga do prawej. W dół impulsy schodzą tymi dwoma odnogami. Pęczek Hisa zakończony jest włóknami Purkinjego obejmującymi całą mięśniówkę komór.

W węźle zatokowym komórki ulegają depolaryzacji i zaczyna przechodzić fala depolaryzacji zupełnie jak w ukł. nerwowym. Przebieg fali depolaryzacji warunkuje kolejność skurczów (najpierw przedsionki potem komory).

Rodzaje naczyń krwionośnych

Tętnice (wyprowadzają krew z serca)

Żyły (doprowadzają krew do serca)

Naczynia włosowate (drobne naczynka, w których następuje wymiana między tkankami a tętnicami, żyłami)

Duże tętnice dzielą się na tętnice typu sprężystego i mięśniowego.

Tętnice typu sprężystego - największe tętnice - np. aorta - w swojej środkowej części nie posiadają mm. gładkich ale grubą warstwę włókien sprężystych (pozwalają na magazynowanie energii).

Tętnice typu mięśniowego w środkowej części zawierają grubą warstwę mm. gładkich. Mają zdolność czynnej zmiany światła.

Krew z mniejszych tętniczek (arterioli) wpływa do naczyń włosowatych (są cieniutkie, krwinki ledwo się przedostają, są we wszystkich tkankach, łączna dłg. naczyń włosowatych to 100 000 km).

Przepływ krwi przez nacz. włosowate regulowany jest przez zwieracze przedwłośniczkowe.

Jeżeli nie ma potrzeby trzeba ukrwienia danej tkanki, krew przepływa pomijając sieć naczyń włosowatych przez metaarteriole (zespolenia tętniczo-żylne, anastomozy).

Żyły mają cieńsze ściany od tętnic, w środkowej części znajduje się warstwa mm. gładkich, posiadają zastawki (z powodu małego ciśnienia wspomagają powrót krwi do serca - poprzez uniemożliwianie się jej cofania).

Prawo Starlinga

Prawo serca Starlinga (najbardziej prymitywny sposób regulacji pracy serca) - wzmożony napływ krwi żylnej do serca powoduje rozciągnięcie włókien mięśniowych czego efektem jest wzrost obj. wyrzutowej serca.

Nerwowa i humoralna regulacja pracy serca

Nerwowa regulacja pracy serca (posiada podwójne unerwienie przywsp. i wsp.). Ośrodek zwalniający pracę serca należy do przywspółczulnej części układu wegetatywnego i znajduje się w rdzeniu przedłużonym. Z tego ośrodka płyną impulsy zwalniające za pośrednictwem nerwu błędnego. Neuroprzekaźnikiem z nerwu błędnego do serca jest acetylocholina. Serce jest cały czas hamowane przez nerw błędny.

Ośrodek przyspieszający pracę serca należy do współczulnej części układu wegetatywnego. Znajduje się w rdzeniu kręgowym na wysokości Th1-Th5 (w rogach bocznych). Płyną do serca impulsy przyspieszające jego pracę z pośrednictwem włókien wsp. Neuromediatorem w synapsach jest noradrenalina. Cały czas przeważa funkcja ukł. przywsp. (hamująca).

Humoralna regulacja pracy serca (hormonalna, prężności gazów, jonowa)

Atropina powoduje niewrażliwość tkanek na działanie acetylocholiny (przyspiesza pracę serca).

Acetylocholina hamuje pracę serca.

Noradrenalina przyspiesza pracę serca.

Jony wapnia nasilają pracę serca.

Potas hamuje.

Adrenalina przyspiesza.

Trzustka hamuje (insulina) lub przyspiesza (glukagon).

Tyroksyna (tarczyca) przyspiesza.

Zmniejszenie prężności tlenu z początku przyspiesza, gdy zmniejszy się znacząco serce zwalnia aż do zatrzymania w rozkurczu z powodu braku energii do pracy m. sercowego.

Wzrost prężności CO2 lub spadku pH krwi przyspiesza do pewnego stopnia, przy wyższym stężeniu zwalnia aż do zatrzymania w rozkurczu.

Nerwowa i humoralna regulacja przekroju naczyń

Nerwowa - 2 ośrodki naczynioruchowe - ważniejszy w rdzeniu przedłużonym, drugi w rdzeniu kręgowym w odc. piersiowo-lędźwiowym (rogi boczne). Część presyjna - naczyniozwężająca i depresyjna - naczyniorozszerzająca. Przeważa presyjna.

Zwężająco na naczynia działają włókna współczulne adrenergiczne (tzn. w synapsach wydzielają noradrenalinę), rozszerzająco wpływają włókna współczulne i przywspółczulne cholinergiczne (neuromediatorem jest acetylocholina).

Humoralna:

Noradrenalina zwęża naczynia.

Acetylocholina rozszerza.

Adrenalina zwęża.

Wazopresyna zwęża,

Kwas mlekowy centralnie działając zwęża, a lokalnie w pracujących mięśniach rozszerza.

Wzrost CO2, spadek pH krwi -centralnie zwęża, lokalnie rozszerza.

Czynniki przyspieszające pracę serca torowo zwężają naczynia krwionośne.

Może dojść do uwolnienia krwi ze zbiorników krwi (wątroba, śledziona) lub też uwolnienie wody do krwi z tkanek aby utrzymać właściwą objętość krwi w przypadku spadku ciśnienia krwi.

Charakterystyka m. sercowego

- m. poprzecznie prążkowany - pobudliwość (reaguje na bodźce), kurczliwość (zdolność do zmiany napięcia i długości)

- automatyzm pracy (w samym m. sercowym powstają impulsy pobudzające go do skurczu) m. sercowy pozbawiony wpływu z zewnątrz będzie normalnie pracował

- serce zbudowane jest z komórek mięśniowych roboczych oraz tworzących układ bodźcoprzewodzący

- unerwione jest przez autonomiczny układ nerwowy, wywierający na serce wpływ modulujący (nie inicjuje czynności serca, ale przyspiesza, bądź zwalnia rytm jego pracy)

Cykl pracy serca

Cykl pracy serca trwa ok. 0,8 sek.

Faza pauzy - przerwa między skurczami (ok. 0,3 sek.) - w czasie pauzy krew napełnia jamy serca (napływa żyłami, pod własnym ciśnieniem). Serce jest pompą tłoczącą (nie ssąco-tłoczącą).

Faza skurczu przedsionków - (ok. 0,1 sek.) kurczą się przedsionki, zamykają się zastawki żylne, przedsionki dopełniają krew do komór.

Faza skurczu komór z równoczesnym rozkurczem przedsionków - (ok. 0,3 sek.) dzieli się na dwie fazy: skurcz izometryczny komór (izowolumetryczny - stała objętość serca, trwa ok. 0,05 sek.) i skurcz izotoniczny komór (ok. 0,25 sek.).

Na początku gdy zaczynają się kurczyć komory jest w nich większe ciśnienie - zamykają się zastawki przedsionkowo-komorowe, ale nie otworzyły się jeszcze zastawki tętnicze (ciśnienie w tętnicach jest jeszcze wyższe), krew jest nieściśliwa, więc wzrasta ciśnienie, które wtedy już jest większe niż w tętnicach i otwierają się zastawki tętnicze.

Faza rozkurczu komór - (ok. 0,1 sek.).

Ciśnienie krwi i częstość skurczów serca - wielkość, zależności, regulacja

Ciśnienie krwi - siła z jaką cząsteczki krwi działają na ściany naczyń krwionośnych, Tylko w tętnicach jest różne ciśnienie w zależności od rytmu pracy serca. W czasie skurczu w naczyniach tętniczych panuje ciśnienie systoliczne (skurczowe, maksymalne). W czasie rozkurczu i pauzy w naczyniach tętniczych panuje ciśnienie diastoliczne (rozkurczowe, minimalne)

Właściwe ciśnienie to 120/80 (ciśnienie skurczowe wynosi zazwyczaj 100 + wiek)

Górna granica dla ciśnienia skurczowego to 140, rozkurczowego 90. Do ciśnienia 140/90 jest ciśnienie prawidłowe, powyżej - nadciśnienie.

Im dalej od serca tym mniejsze ciśnienie, największe na początku aorty, najmniejsze w dużych żyłach. Krew płynąc pokonuje opory naczyniowe.

Początek aorty ok. 140/90

Tętnica ramienna ok. 120/80

Mniejsze tętniczki ok. 70/50

Naczynia włosowate 20-30 mm Hg - stałe ciśnienie

Małe żyły 10-20 mm Hg

Duże żyły 2-5 mm Hg

Zależy od czynników takich jak:

- intensywność pracy serca (częstość skurczów serca (HR), objętość wyrzutowa (SV), pojemność minutowa serca.

- wielkość oporów naczyniowych, aktualny przekrój naczyń krwionośnych, elastyczność ścian naczyń krwionośnych, wrodzone cechy budowy układu krążenia

- ogólna objętość krwi

- lepkość krwi (siła z jaką cząsteczki się przyciągają)

- wysiłek fizyczny (rośnie przede wszystkim ciśnienie skurczowe)

- stany emocjonalne

- położenie ciała

- wiek, płeć

w skrócie od pojemności wyrzutowej serca i elastyczności naczyń krwionośnych

Ciśnienie krwi regulowane jest poprzez hormony zwiększające je (adrenalina, noradrenalina, wazopresyna i angiotensyna) oraz zmniejszające (acetylocholina, substancja P, bradykinina), które odpowiednio zwężają i rozszerzają naczynia krwionośne.

Częstość skurczów serca

Ilość skurczów w czasie jednej minuty. W warunkach spoczynkowych 60-80, średnio 70

Przy maksymalnym wysiłku 220 - wiek.

Zależy od - wieku, wysiłku fizycznego, temperatury (wzrost temperatury o 1° C - przyspieszenie akcji serca o około 10 skurczów serca), położenia ciała, stanów emocjonalnych.

Tętno

(puls) - falisty ruch okresowych zmian ciśnienia. Szybkość przepływu fali tętna jest dużo szybsza niż przepływ krwi, fala tętna to przepływ energii, nie krwi.

Objętość wyrzutowa i pojemność minutowa serca

Objętość wyrzutowa serca (SV) - ilość krwi tłoczona do obiegu przez każdą komorę podczas 1 skurczu. Wynosi ona w spoczynku 70 ml, podczas wysiłku 120 ml, a nawet 200 ml w skrajnych przypadkach.

SV=101+0,5xCs-1,09xCd-0,61xwiek

Pojemność minutowa serca (Q) - ilość krwi tłoczona do obiegu przez każdą komorę podczas 1 minuty, iloczyn częstości skurczów serca i objętości wyrzutowej serca.

Q=HRxSV

EKG

badanie czynności bioelektrycznej serca (badanie prądów czynnościowych powstających podczas pracy serca).

Jeżeli występuje różnica potencjałów między poszczególnymi częściami m. sercowego (np. przedsionki+, komory-), powstają prądy czynnościowe. Różnica potencjałów powstająca w sercu rozprzestrzenia się po całym ciele.

Rodzaje odprowadzeń:

odprowadzenia dwubiegunowe kończynowe (klasyczne, Einthovena) - odprowadzenie I (lewe przedramię połączone z prawym), II (prawe przedramię i lewe podudzie), III (lewe przedramię z lewym podudziem)

linia izoelektryczna w fazie pauzy

załamek P - depolaryzacja przedsionków, odpowiada fazie skurczu przedsionków

odcinek PQ - czas przewodzenia impulsów z przedsionków do komór

odcinek QRS - zespół komorowy QRS-depolaryzacja komór,odpowiada fazie skurczu izometrycznego

odcinek ST - faza wolnej repolaryzacji komór, odpowiada fazie skurczu izotonicznego komór

załamek T - faza szybkiej repolaryzacji komór, odpowiada fazie rozkurczu komór

odprowadzenia kończynowe jednobiegunowe - (jedna elektroda z jednego punktu na ciele (druga obojętna) - aVL (lewe przedramię), aVR (prawe przedramię), aVF (lewe podudzie)

odprowadzenia przedsercowe (jednobiegunowe przedsercowe, piersiowe) - V1-V6 (przed mostkiem, za mostkiem, reszta wzdłuż łuku żebrowego).

Układ oddechowy

Kubica, Jaskólski - fizjologia wysiłku

Halicka-Ambroziak - wskazówki do ćwiczeń dla studentów AWF

Oddychanie - wymiana gazów oddechowych (tlen i dwutlenek węgla) między organizmem a otaczającym go środowiskiem.

Azot biernie uczestniczy w oddychaniu. Rozcieńcza tlen, który byłby toksyczny bez niego, sam nie uczestniczy w oddychaniu.

Całkowita pojemność płuc i jej składowe:

1. Całkowita pojemność płuc TLC - objętość powietrza, która znajduje się w płucach po wykonaniu maksymalnego wdechu (5-6 l).

2. Obj. oddechowa TV - obj. powietrza, którą wciągamy do płuc podczas spokojnego wdechu (ok. 0,5 l).

3. Obj. zapasowa wdechowa IRV - obj. powietrza jaką można wciągnąć do płuc po wykonaniu spokojnego wdechu (ok. 2 l).

4. Obj. zapasowa wydechowa ERV - obj., którą można usunąć z płuc po wykonaniu spokojnego wdechu (ok. 1,5 l).

5. Obj. zalegająca RV - obj. jaka zostaje w płucach po wykonaniu max wydechu (ok. 1,2 l).

6. Poj. życiowa płuc IRV + TV + ERV = VC - obj. powietrza, którą można usunąć z płuc od max wdechu do max wydechu (ok. 4-5 l).

Osoby wytrenowane przy skrajnym wysiłku używają 80% poj. życiowej.

7. Poj. odruchowa - obj. pojedynczego oddechu przy max wysiłku fizycznym lub max duszności. Nietrenujący 50% VC, trenujący 80%.

IRV

TV VC

TLC

ERV

RV

Oddychanie zewnętrzne (płucne) - wymiana gazów oddechowych między pęcherzykami płucnymi a

krwią.

100 ml krwi transportuje ok. 20 ml tlenu, 0,3 ml rozpuszcza się w osoczu.

CO₂ jest transportowany przez osocze w postaci dwuwęglanów (ok. 70%)

Ok. 25% CO₂ łączy się z hemoglobiną (wiązania karbaminowe)

Pozostałe 5% rozpuszcza się w osoczu w postaci kwasu węglowego.

Oddychanie wewnętrzne czyli tkankowe - wymiana między krwią a tkankami

Drogi oddechowe:

Górne

• jama nosowa

• gardło

• krtań

Dolne

• tchawica

• oskrzela

• oskrzeliki

• pęcherzyki płucne

Pęcherzyk płucny średnica ok. 0,2 mm

Powierzchnia ok. 0,1mm²

Jest ich około 500-700 mln

Powierzchnia wymiany gazowej ok. 50-70 m²

Mechanizm wentylacji płuc

wdech i wydech

Mechanizm wdechu - jest zawsze procesem czynnym wymaga udziału przepony i mięśni międzyżebrowych zewnętrznych. Podciśnienie w jamie opłucnej powoduje, że płuca podążają za klatką piersiową.

Przy normalnym wdechu podciśnienie = -0,3 Hg

Przy max wdechu =-30 Hg

Wydech - akt bierny (przy wysiłku czynny), bez udziału mięsni.

Gradient stężeń - od większego do mniejszego

Ciśnienie parcjalne zgodnie z prawem dyfuzji (przenikanie przez tkanki od stężenia wyższego do niższego) wywoływane przez mieszaninę gazów

Powietrze 100% - 21% tlen

100% - 760 mm Hg

21% - >159 mm Hg (w górach mniej)

Objętości zalegającej z płuc (ok. 1,5 l) nie da się usunąć.

Wentylacja minutowa płuc

Wentylacja minutowa płuc (V̊_E)

objętość powietrza wdychanego do płuc w czasie jednej minuty.

V̊_E = TV x FR

TV - objętość oddechowa - objętość powietrza wdychana do płuc podczas wdechu (tidal volume).

FR - częstość oddychania, ilość oddechów w czasie jednej minuty.

V̊_Esp = 0,5 l x 16 odd/min

V̊_Esp = ok. 8 l/min (spoczynkowa wentylacja płuc)

Pojemność odruchowa płuc (objętość oddechowa przy maksymalnym wysiłku - u nietrenujących około połowy pojemności życiowej - 2-3 litry).

V̊_Emax - maksymalna ilość powietrza wdychanego do płuc w warunkach maksymalnego wysiłku fizycznego.

V̊_Emax = 2-3 l x 50-60 odd/min

V̊_Emax = ok. 100-120 l/min u niewytrenowanych

Ok. 150-200 l/min u trenujących

Wentylacja płuc przy maksymalnym wysiłku nie jest w pełni wykorzystywana. Nie ważne jest ile powietrza przechodzi przez płuca, ważne ile tlenu jest w stanie przetransportować hemoglobina do tkanek.

MVV - maksymalna wentylacja dowolna - maksymalna wentylacja płuc w czasie 1 minuty przy świadomie zwiększonej do max. częstości i głębokości oddychania.

MVV jest najczęściej większa od max. wentylacji płuc przy max. wysiłku fizycznym.

TV=500ml

Vb=ok.150ml - zostaje w drogach oddechowych

Va=ok.350ml - dochodzi do pęcherzyków płucnych

Lepiej więc jest oddychać głębiej a rzadziej niż częściej biorąc płytsze wdechy.

Powyżej 150 l/min wentylacja przestaje być efektywna - mięśnie wydechowe zużywają nadwyżkę tlenu.

Analiza gazów oddechowych

Powietrze wdechowe:

• O₂ - 21%

• CO₂ - 0,03%

Powietrze wydechowe:

• O₂ - 16%

• CO₂ - 4-4,5%

Omówienie warunków:

ATPS - objętość gazów w aktualnych warunkach ciśnienia, wilgotności, temperatury zewnętrznej.

BTPS - objętość gazów w warunkach zbliżonych do panujących wewnątrz organizmu ok. 37˚C, V̊_E przelicza się na warunki BTPS (powietrze znajdujące się w płucach ogrzewa się do około 37˚ C).

STPD - objętość gazów w standardowych warunkach powietrza suchego (0% wilgotności, w temperaturze 0˚ C i przy ciśnieniu 760 mm Hg).

V̊_O2 - minutowy pobór tlenu

V̊_CO2 - minutowa produkcja CO₂

Wzór Needhama

Należne wartości MVV

Dla mężczyzn MVV_nal = (-1,2 x wiek) + 170

Dla kobiet MVV_nal= (-0,7 x wiek) +113

Wzór Vesta

VC = wys. ciała x 25 dla m (należna pojemności życiowej płuc)

= wys. ciała x 23 dla k

Regulacja oddychania

Oddychanie odbywa się na drodze odruchowej, ponieważ mięśnie oddechowe są mięśniami szkieletowymi dlatego możemy wpływać na oddech jednak sami nie jesteśmy w stanie uregulować częstości i głębokości oddechów tak żeby było najlepiej, dlatego lepiej nie ingerować.

Środek oddechowy znajduje się w rdzeniu przedłużonym i moście Varola. Podstawowy odruch umożliwiający naprzemienny wdech i wydech znajduje się w rdzeniu przedłużonym - jest to odruch Heringa-Brewera (teoria samosterownictwa oddychania). Dwutlenek węgla pobudza ośrodek wdechowy (część wdechową ośrodka oddechowego), który inicjuje impulsami skurcz mięśni wdechowych. Następuje wdech, podczas którego zwiększa się objętość pęcherzyków płucnych.

W pęcherzykach płucnych znajdują się mechanoreceptory, które zostają pobudzone na szczycie wdechu. Z tych receptorów włókienka czuciowe nerwu błędnego przekazują impulsy hamujące wdechową część ośrodka oddechowego, dochodzi do biernego wydechu.

W czasie wysiłku - w przypadku nasilonej wentylacji płuc - impulsy z mechanoreceptorów nie tylko hamują część wdechową ale równocześnie pobudzają wydechową część ośrodka oddechowego, wówczas wydech staje się procesem czynnym.

Niedotlenienie i rodzaje niedotlenienia

Hipoksja - niedotlenienie (hipo - czegoś za mało, hiper - za dużo; oksja - dotyczy tlenu, kapnia - dotyczy dwutlenku węgla).

Hiperwentylacja - nadmierna wentylacja w stosunku do potrzeb, powoduje bardzo szybkie pozbycie się dwutlenku węgla (hipokapnia) - dwutlenek węgla jest potrzebny żeby można było oddychać - wpływa na czynność enzymów oddechowych i potrzebny jest do wiązania tlenu - gdy go nie ma dochodzi do hipoksji.

Hipoksja atoksyczna - niedotlenienie spowodowane zbyt małą prężnością tlenu w powietrzu atmosferycznym (wdechowym).

W warunkach małej ilości tlenu w powietrzu wzrasta szybkość oddechów i głębokość. Po 2-3 tygodniach w takich warunkach wzrasta pojemność tlenowa krwi na wskutek zwiększonej erytropoezy czyli procesu tworzenia czerwonych krwinek. Warunkuje to większą wydolność w przypadku wysiłków tlenowych. Hemoglobina może wzrosnąć prawie o połowę.

Hipoksja histotoksyczna - niedotlenienie spowodowane toksycznym wpływem różnych związków na nośniki tlenu.

Stężenia zwiększonego tlenku węgla nie da się stwierdzić bez specjalnej aparatury. Hemoglobina ma wielokrotnie większe powinowactwo do tlenku węgla niż do tlenu, który przyłącza się w tym samym miejscu uniemożliwiając przyłączenie się tlenu i na dodatek przyłącza się trwale.

Hipoksja zastoinowa - niedotlenienie spowodowane nagromadzeniem krwi w jednych częściach ciała, a jej brakiem w innych (chodzi głównie o niedokrwienie CUN).

Hipoksja anemiczna - niedotlenienie spowodowane zbyt małą ilością erytrocytów (a więc również hemoglobiny - zbyt mała pojemność tlenowa).

p. 214 kolokwium ustnie 10.03.2008

Oznaczanie minutowego poboru O₂ i minutowego wydalania CO₂

Minutowy pobór tlenu V̊_O2 [l/min], [ml/kg/min]

V̊_O2 = V̊_E x (%o_{2 wd} - %O_{2 wyd})

V̊_O2= 8l x (21%-16,5%) = 8l x 4,5% = 0,36l = 360 ml (w warunkach spoczynkowych).

Minutowe wydalanie V̊_CO2 (l/min)

V̊_{CO2 =} V_E x (%CO_{2 wyd} - %CO_{2 wd})

V̊_CO2 = 8l (4%-0,03%)

V̊_CO2 = 0,32 l = 320ml

Iloraz oddechowy (RQ)

Stosunek minutowego wydalania CO₂ do minutowego poboru O₂.

RQ =
średnia wartość w spoczynku - 0,85

Dieta mieszana - ok. 0,85

Same tłuszcze - ok. 0,7

Same białka - ok. 0,85

Same węglowodany - ok. 1

W warunkach spoczynkowych wielkość RQ warunkowana jest rodzajem spalanych substancji.

W warunkach wysiłkowych wielkość RQ będzie zależała od intensywności przemian anaerobowych (beztlenowych). Im bardziej intensywny wysiłek większa część energetyki pokrywana jest z przemian beztlenowych - więcej produkowanego kwasu mlekowego - więcej kwasu mlekowego przerabiają bufory na niemetaboliczny CO₂ - rośnie licznik - rośnie RQ.

0,6 - 1,3 - najczęściej spotykany zakres RQ

Przy dużej intensywności RQ rośnie dopiero po zakończeniu wysiłku. Przy maksymalnym wysiłku jest większy od 1.

Przy umiarkowanym wysiłku na początku spada, potem utrzymuje się na stałym poziomie.

Współczynnik tlenowo - wentylacyjny

Współczynnik wykorzystania O₂

- stosunek minutowego poboru tlenu do minutowej wentylacji płuc [ml/l]

Ilość pobieranego tlenu z jednego litra wdychanego do płuc powietrza

(ile ml tlenu zużywamy z 1 l powietrza) ~10-60

W warunkach spoczynkowych u nietrenujących ~35

u trenujących ~40

podczas wysiłku u nietrenujących ~45

u trenujących ~55

podczas wysiłku zwiększa się znacznie różnica między trenującymi a nietrenującymi

podczas wysiłku maksymalnego u nietrenujących ~25

u trenujących ~45

podczas maksymalnego wysiłku dochodzi do hiperwentylacji (nieliniowego przyrostu wentylacji płuc w stosunku do minutowego poboru tlenu).

=
= 45 ml/l

Współczynnik tlenowo - pulsowy

Stosunek minutowego poboru tlenu do częstości skurczu serca

ilość tlenu zużywanego z objętości krwi tłoczonej podczas jednego skurczu serca (objętości wyrzutowej serca) - ok. 5 ml/SV

Przy max. wysiłku do 25-30 ml

	%O2	%CO2	wsk. licznika przed	wsk. licznika po	V̊O2 [l/min]	V̊O2 [ml/kg/min]	V̊CO2 [l/min]	V̊E [l/min]	HR [sk/min]	[ml/l]	[ml/sk]	RQ
sp.	16,9	4,2	554	582	0,38	5,13	0,34	9,3	71	40,96	5,36	0,89
wys.	16,5	5,4	582	737	2,35	31,7	2,51	52,3	116	44,93	20,25	1,07
150W					STPD	STPD	STPD	BTPS

Wyniki w warunkach ATPS

Temp. 22˚C

Ciśnienie 760 mm Hg

Wyniki w warunkach STPD x 0,901

Wyniki w warunkach BTPS x 1.091

	%O2	%CO2	wsk. licznika przed	wsk. licznika po	V̊O2 [l/min]	V̊O2 [ml/kg/min]	V̊CO2 [l/min]	V̊E [l/min]	HR [sk/min]	[ml/l]	[ml/sk]	RQ
sp.	16,9	4,2	554	582	0,34	4,62	0,31	10,15	71	33,5	4,8	0,89
wys.	16,5	5,4	582	737	2,12	28,56	2,26	57,1	116	37,1	18,3	1,07

Fizjologia Wysiłku

Wydolność fizyczna - zdolność organizmu do wykonywania pracy fizycznej o możliwie najwyższej mocy w zależności od czasu trwania wysiłku.

Wydolność fizyczną można podzielić na:

• tlenową (aerobową) - charakteryzuje zdolności organizmu do wykonywania wysiłków długotrwałych o submaksymalnej intensywności (wysiłki wytrzymałościowe),

• I beztlenową (anaerobową) - charakteryzuje zdolności do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o maksymalnej i supramaksymalnej intensywności (wysiłków szybkościowych).

Regularny trening wpływa na organizm człowieka długotrwale.

Wpływ treningu fizycznego na układ mięśniowy:

1. Hipertrofia - przerost mięśni (powiększenie poprzecznego przekroju miocytów), co prowadzi do zwiększenia masy mięśniowej.

2. Zwiększenie ukrwienia mięśni.

3. Zwiększenie zawartości związków energetycznych (ATP, PCr) i mioglobiny.

4. Zmiana właściwości funkcjonalnych komórek mięśniowych (włókna wolno- i szybkokurczliwe).

5. Zwiększenie wytrzymałości.

6. Zwiększenie szybkości skracania.

7. Zwiększenie siły mięśniowej (anatomiczne - hipertrofia i funkcjonalne - rekrutacja większej ilości jednostek motorycznych, aktywacja mięśni synergistycznych, hamowanie antagonistów).

Wpływ treningu fizycznego na skład krwi:

1. Zmiany objętości osocza (spadek w czasie wysiłku i powiększenie w fazie restytucji).

2. Obniżenie poziomu żelaza (zmniejszenie wchłaniania, utrata z moczem i potem).

3. Powysiłkowa hemoliza (nasilony rozpad erytrocytów wskutek: kwasicy metabolicznej, hipoglikemii, hipertermii, wzrostu stężenia katecholamin - hormony rdzennej części nadnerczy - głównie adrenalina).

4. Wzrost liczby erytrocytów (pojemności tlenowej krwi) podczas treningu w warunkach hipoksji (w wysokich górach).

5. Zwiększenie zawartości hemoglobiny (u osób trenujących).

Wpływ treningu na układ krążenia:

1. Zwiększenie efektywności pracy serca (wzrost objętości wyrzutowej).

2. Hipertrofia mięśnia sercowego (fizjologiczny przerost mięśnia sercowego, szczególnie lewa komora).

3. Bradykardia (zmniejszenie częstości skurczów serca). Wagotonia - napięcie nerwu błędnego hamujące pracę serca.

4. Serce sportowca.

5. Zwiększenie ukrwienia serca.

6. Zmniejszenie skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi w spoczynku.

Wpływ treningu na układ oddechowy:

1. Zwiększenie pojemności życiowej płuc.

2. Zwiększenie maksymalnej wentylacji płuc i maksymalnej wentylacji dowolnej (w wyniku wzrostu siły mięśni oddechowych i ruchomości klatki piersiowej).

3. Zwiększenie pojemności dyfuzyjnej płuc (w wyniku poprawy stosunku wentylacji do przepływu krwi).

4. Zmniejszenie częstości oddechów z równoczesnym ich pogłębieniem.

5. Zwiększenie maksymalnego poboru tlenu (jako efekt usprawnienia wszystkich mechanizmów zaopatrzenia tlenowego - zwiększenie wydolności).

Współczynnik pracy użytecznej

Jaka część energii chemicznej zamienia się w energię mechaniczną.

W najlepszym przypadku 25%, w beztlenowych warunkach kilkanaście %, reszta zamienia się w energię cieplną.

Ośrodek termoregulacji (podwzgórze) - przednia część - ośrodek eliminacji ciepła z ustroju, tylnia -ośrodek kumulacji ciepła w organizmie. Informacje docierają z termoreceptorów (zarówno ekstero- jak i interoreceptorów).

4 drogi eliminacji ciepła z ustroju:

• promieniowanie (ciało człowieka emituje fale elektromagnetyczne, które wyprowadzają ciepło z organizmu, tą drogą również przyjmuje się ciepło gdy temperatura otoczenia jest wyższa od temp. organizmu; w spoczynku ok. 60% ciepła jest oddawane w ten sposób),

• przewodzenie,

• konwekcja (przewodzenie i konwekcja 15%, przewodzenie - tkanki przewodzą ciepło, na drodze przewodzenia - ogrzewanie kolejnych warstw tkanek, ciepło przechodzi do skóry, konwekcja - cząstki krwi przenoszą ciepło do skóry; i tak samo skóra oddaje ciepło na drodze konwekcji - ruch cząsteczek powietrza; i przewodzenia - w zależności z czym się styka skóra),

• parowanie (25%, tylko w jednym kierunku, podczas wysiłku 75% parowanie potu - główny sposób pozbywania się ciepła, odbywa się również przez oddychanie).

Zmiana zużycia tlenu podczas pracy i po jej zakończeniu

Sposób wyliczania długu i deficytu tlenowego oraz kosztu energetycznego wysiłku

Zmiany parametrów układu oddechowego podczas wysiłku o stałej intensywności.

Stan równowagi czynnościowej (steady state) - nie rośnie pobór tlenu bo organizm osiągnął poziom odpowiedni do pokrycia zapotrzebowania.

Stabilizacja jest możliwa do poziomu 2 progu metabolicznego, około 85% tętna maksymalnego (ok. 170 skurczów serca na minutę).

Deficyt tlenowy - jest to występujący podczas pracy niedobór tlenu stanowiący różnicę między zapotrzebowaniem na tlen a jego faktycznym użyciem.

Dług tlenowy - jest to spłacany w fazie wypoczynku wysiłkowy niedobór tlenu, którego wielkość stanowi nadmiar zużywanego tlenu w stosunku do organizmu będącego w spoczynku.

Sposoby spłaty długu tlenowego:

• Alaktycznego (bezmleczanowy) - 50% po 30 sekundach, 98% po około 3 minutach.

• Laktycznego (mleczanowy) - 50% po 15 minutach, 98% po 60 minutach.

ATP i fosfokreatyna nie potrzebują tlenu, nie produkują mleczanu.

Martwy punkt i drugi oddech

Martwy punkt - bladość skóry, kołatanie serca, kolki, nierównomierny oddech.

Po kilku minutach dochodzi do równowagi i wszystko się stabilizuje - jest to tzw. drugi oddech.

V_O2 spocz. 0,3

V_O2 wysiłkowe:

1' - 1,5 1,5 + 2,0 + 2,3 + 2,5 = 8,3 = zużycie O₂

2' - 2,0

3' - 2,3

4' - 2,5 4 x 2,5 = 10.0 zapotrzebowanie O₂

5' - 2,5

6' - 2,5 „STEADY STATE”

Deficyt O₂ = 10,0 - 8,3 = 1,7

V_O2 powysiłkowe:

1' - 1,1

2' - 0,8 1,1 + 0,8 + 0,5 + 0,5 + 0,4 + 0,4 = 3,7 = zużycie O₂

3' - 0,5

4' - 0,5 6 x 0,3 = 1,8 zużycie O₂ spocz.

5' - 0,4

6' - 0,4 Dług O₂ = 3,7 - 1,8 = 1,9

Zużycie wysiłkowe O₂ = 13,3

Zużycie powysiłkowe O₂ = 3,7 13,3 + 3,7 = 17

Zużycie spocz. O₂ (12 min) = 12 x 0,3 = 3,6

Koszt energetyczny wysiłku = 17,0 - 3,6 = 13,4l O₂

13,4l O₂ x 5 = 67 kcal - energetyczny koszt całego wysiłku

67:6 = 11,4 kcal/min - koszt energetyczny przeliczony na minutę wysiłku

Dług O₂ jest większy od deficytu ponieważ procesy resyntezy związków energetycznych wymagają większej ilości energii niż procesy rozpadu tych związków. Trzeba też uzupełnić niedobór tlenu, który przed wysiłkiem związany był z hemoglobiną i mioglobiną. Część tlenu potrzebna jest również do spalenia kwasu mlekowego powstałego na skutek wysiłku.

Koszt energetyczny wysiłku

80% energii zamienia się w ciepło

Ciepło mierzy się w kaloriach

Na podstawie wyprodukowanej energii cieplnej można obliczyć koszt energetyczny wysiłku

Dwie metody wyznaczania KEW:

• bezpośrednia - wysiłek w komorach tachometrycznych (rzadko stosowane)

• pośrednia - bazuje na pomiarze „kosztu tlenowego wysiłku”, a więc ilości tlenu zużytego w nadmiarze w stosunku do organizmu znajdującego się w stanie spoczynku, w okresie wysiłku i spłaty długu tlenowego

Równoważnik kaloryczny

1lO₂ - ok. 5 kcal - zużycie jednego litra tlenu wymaga ok. 5 kilokalorii.

Przeliczony wynik trzeba przeliczyć na minutę samego wysiłku.

V_O2sp = 0,19 l/min

1' - 0,39 1' - 1,10 zużycie O₂ = 0,39 + 1,10 + 1,71 = 3,2

2' - 1,10 2' - 0,4 zapotrzebowanie O₂ = 3 x 171 = 5,13

3' - 1,67 3' - 0,21

4' - 1,76 4' - 0,17 deficyt O₂ = 1,93

5' - 1,76 1,71 5' - 0,17 zużycie O₂ = 6 x 0,19 = 1,14

6' - 1,64 6' - 0,15 dług O₂ = 1,93 - 1,14 = 1,06

KEW (metoda pośrednia) = 10,52 - 12 x 0,19 = 10,52 - 2,28 = 8,24l O₂

8,24 x 5 = 41,2 kcal

41,2 kcal/6 = 6,87 kcla/min

wielkość pracy	wysiłek energ. kcal x	zużycie tlenu l x
lekka	powyżej 2,5	powyżej 0,5
umiarkowana	powyżej 5,0	powyżej 1,0
ciężka	powyżej 7,5	powyżej 1,5
bardzo ciężka	powyżej 10,0	powyżej 2,0
skrajnie ciężka	powyżej 12,5	powyżej 2,5

Klasyfikacja wysiłków fizycznych w zależności od wydatku energetycznego zaproponowana przez Christensena (1953)

Maksymalny minutowy pobór tlenu V̊_O2max

Maksymalna ilość tlenu jaką może pobrać organizm w czasie jednej minuty podczas maksymalnego wysiłku fizycznego. W zakresie wydolności jest najważniejszym parametrem. Potocznie pułap tlenowy.

[l/min] - wartości globalne

[ml/kg/min] - wartości relatywne

Im większy maksymalny pobór tlenu tym większa część energetyki pokrywana jest w sposób tlenowy, mniejsza produkcja kwasu mlekowego, mniejsze zmęczenie - większa wytrzymałość.

V̊O2max	nietrenujący	trenujący (wybitni sportowcy)
l/min	k 2,2 m 3,2	k 5-6 m 7-8
ml/kg/min	k 38 m 44	k 70-80 m 80-90

Za pomocą treningu można do 30% zwiększyć V̊_O2max.

Można za jego pomocą prognozować wynik sportowy w konkurencjach typowo wytrzymałościowych (jeżeli inne czynniki np. technika nie przeszkadzają w osiągnięciu wyniku).

Metody oceny V̊_O2max:

• bezpośrednie

• pośrednie

Metody bezpośrednie bazują na bezpośrednim pomiarze poboru tlenu podczas kontynuowanego „do odmowy” (subiektywnego odczucia wyczerpania) wysiłku fizycznego o stopniowo wzrastającej intensywności.

Warunki jakie musi spełniać próba wysiłkowa aby doprowadziła do V̊_O2max:

• stopniowo narastająca intensywność,

• kontynuowanie do odmowy,

• prawidłowo dobrane przyrosty obciążeń (podczas zbyt dużego przyrostu obciążeń próba może zostać przerwana z powodu innego niż skrajne zmęczenie ale np. z powodu bólu lokalnego w mięśniach),

• wysiłek musi być znany dla badanego (najlepiej żeby próba była zbliżona do wysiłku startowego osoby badanej),

• musi obejmować duże partie mięśniowe (głównie kończyny dolne i tułów),

• musi trwać min. 3-5 minut (najlepiej kilkanaście).

Metody pośrednie bazują na pomiarze częstości skurczów serca podczas wysiłków o umiarkowanej intensywności (np. testy stopnia).

• Metoda (test) Margarii

• Test Åstranda

Zalety metod bezpośrednich:

• dokładność pomiaru

Wady metod bezpośrednich:

• wymagają drogiej aparatury (analizator gazowy kosztuje 150 000 zł)

Zalety metod pośrednich:

• są łatwe w wykonaniu i tanie, nie wymagają specjalnego sprzętu, nie doprowadzają do skrajnego wyczerpania.

Wady metod pośrednich:

• są niedokładne - błąd sięga nawet 15%

	rodzaj czynności	kcal x	kcal x	VO2 ml	VO2 ml/kg
1. spoczynek	leżenie	78	1,3	260	3,7
2.	siedzenie	96	1,6	320	4,6
3.	stanie	114	1,9	380	5,4
4. praca lekka	prowadzenie samochodu	138	2,3	460	6,6
5.	łucznictwo	252	4,2	840	12,0
6. praca	golf	300	5,0	1000	14,3
7. umiark.	tenis stołowy	330	5,5	1100	15,7
8. praca	tenis ziemny	480	8,0	1600	22,9
9. ciężka	podnoszenie ciężarów	492	8,2	1640	23,4
10.	siatkówka	510	8,5	1700	24,3
11.	gimnastyka	510	8,5	1700	24,3
12.	hokej na trawie	522	8,7	1740	24,9
13.	koszykówka	540	9,0	1800	25,7
14.	bieg na nartach (5 km/h)	540	9,0	1800	25,7
15.	chód sport. (na 50 km)	550	9,2	1840	26,3
16. praca bardzo	wspinaczka wysokogórska	600	10,0	2000	28,6
17. ciężka	szermierka	630	10,5	2100	30,0
18.	kolarstwo szosowe	630	10,5	2300	32,9
19.	piłka ręczna	690	11,5	2300	32,9
20.	jazda na łyżwach (21 km/h)	780	13,0	2600	37,1
21.	zapasy	780	13,0	2600	37,1
22.	kolarstwo szosowe	840	14,0	2800	40,0
23.	zjazd na nartach	858	14,3	2860	40,9
24.	bieg (11,3 km/h)	870	14,5	2900	41,4
25.	judo	876	14,6	2920	41,7
26.	piłka nożna	900	15,0	3000	42,9
27.	boks	1020	17,0	3400	48,6
28.	wioślarstwo	1020	17,0	3400	48,6
29.	hokej na lodzie	1260	21,0	4200	60,0
30.	kolarstwo torowe	1500	25,0	5000	71,4
31.	bieg na nartach (15 km/h)	1560	26,0	5200	74,3
32.	pływanie styl grzbietowy (60 m/min)	2000	33,3	6660	95,1
33.	bieg (21,2 km/h)	2328	38,8	7760	110,9
34.	pływanie styl dowolny (72 m/min)	3690	61,5	12300	175,7
35.	sprint (30 km/h)	9480	158,0	31600	451,4

Przeciętny wydatek energetyczny w warunkach spoczynkowych oraz podczas wykonywania różnych ćwiczeń

fizycznych. Dane dotyczą zawodników dobrze wytrenowanych o ciężarze ok. 70 kg. W obliczeniach brano pod

uwagę całkowity koszt energetyczny, łącznie z długiem tlenowym.

Zmiany parametrów układu oddechowego oraz częstości skurczów serca podczas wysiłku o stopniowo wzrastającym obciążeniu

+0,3 m/s

2,4 m/s K

2,7 m/s M

2 4 6 8 10 12 14

60 obr. / min

+
W/kg LBM

100 W

2 4 6 8 10 12 14

Testy najlepiej relatywizować do beztłuszczowej masy ciała (LBM)

Obciążenie wyjściowe (1W/kg LBM)

V̊O₂ V̊E HR

[ml/kg] [l/min] [sk/min]

t [min]

Progi metaboliczne

Wysiłek o stopniowo narastającej intensywności

Poziom V̊_O2max, V̊_Emax, HR_max - max. poziom wszystkich parametrów

rezerwa buforowa krwi jest wyczerpana -

- obniżenie pH krwi

wzrost stężenia kwasu mlekowego +

pH krwi utrzymuje się na stałym

poziomie same procesy tlenowe nie wystarczają,

włączają się procesy beztlenowe

Powyżej rozrysowaną strefę zdolności wysiłkowej człowieka, progi metaboliczne, dzielą na 3 podstrefy:

• niskiej intensywności,

• umiarkowanej intensywności

• i maksymalnej intensywności.

5,5

4,5

próg mleczanowy LT

4,0

2,5 3,0 3,5

0 3 6 9 12 15 18

Intensywność progowa - intensywność wysiłku przed przekroczeniem progu mleczanowego.

Granice progów metabolicznych

I próg metaboliczny przekraczany jest przy :

• 50-60% V_O2max,

• stężeniu kwasu mlekowego ok. 2 mmol / litr krwi,

• ok. 70% HR_max (średnio 130-150).

II próg przy:

• 65-90% V_O2max,

• ok. 4 mmol / litr,

• ok. 85% HR_max (średnio 160-180).

II próg to maksymalna intensywność wysiłku przy której może dojść do stanu równowagi czynnościowej (do tego progu wysiłek można wykonywać bardzo długo). Przekroczenie tego progu uniemożliwia stabilizację i prowadzi do skrajnego wyczerpania.

Istotna w sporcie jest prędkość poruszania się w II progu metabolicznym (5-10% poniżej oraz nawet do samego progu; najlepiej ok. 10% pod progiem).

Trening fizyczny wytrzymałościowy przy II progu najszybciej podnosi ten próg oraz VO_2max (wzrost wydolności tlenowej).

I próg może być nazywany inaczej progiem tlenowym (AT),

a II próg beztlenowym (AnT).

Monitory pracy serca są najlepszym narzędziem do kontrolowania intensywności wysiłku podejmowanego podczas treningu (trener musi wiedzieć przy jakim tętnie dany zawodnik przekracza dany próg metaboliczny). W sportesterach ustawia się na przykład zakres tętna między 160-170 (indywidualny zakres między drugim a pierwszym progiem metabolicznym), każde przekroczenie zakresu sygnalizowane jest sygnałem dźwiękowym).

Próg mleczanowy (LT) - intensywność wysiłku, po przekroczeniu której stężenie kwasu mlekowego wzrasta o więcej niż 0,5 mmol/litr krwi.

typowe wielkości mocy osiągane na LT w czasie próby wysiłkowej na cykloergometrze

Badana grupa	Wielkość mocy uzyskanej na LT (W)
młodzi zdrowi ludzie	60-150
fizycznie aktywni zdrowi ludzie	90-210
kolarze grup amatorskich	150-270
kolarze grup zawodowych	240-330

Maksymalna moc anaerobowa (beztlenowa) i jej rola w ocenie wydolności beztlenowej

Maksymalna moc anaerobowa (MMA, MAP, MPO) - najwyższa wartość mocy, którą może osiągnąć dana grupa mięśniowa podczas próby wysiłkowej.

udział energetyki tlenowej w biegach lekkoatletycznych na różnych dystansach

dystans (m)	100	200	400	800	1500	5000	10000	42195
procentowy udział energetyki tlenowej	0	10	25	50	65	87	97	100

% zaspakajanego zapotrzebowania na energię pochodzącej z określonych źródeł

Czas	CP	glik. beztlenowa	przemiany tlenowe
10s	53	44	3
30s	28	55	17
3min	45		55

Maksymalna moc anaerobowa określa zdolność do wysiłków krótkotrwałych o max lub supramaksymalnej intensywności.

Wielkość MAP zależy od:

• stanu energetycznego mięśnia,

• temperatury wewnątrz-mięśniowej,

• szybkości skracania mięśni,

• siły izometrycznej mięśni.

Metody oceny MAP

Najczęściej stosowane testy:

• Margarii-Kalamena (łatwiejszy do przeprowadzenia, nie wymaga dużej ilości sprzętu)

• Wingate (wymaga odpowiedniego ergometru rowerowego i oprogramowania)

Test Margarii - Kalamena polega na wbiegnięciu po schodach z maksymalną prędkością.

Badany wykonuje rozbieg z 6 metrów, wbiega po co najmniej 9 stopniach stawiając stopy na 3, 6 i 9 stopniu. Pomiarowi podlega czas wbiegnięcia mierzony fotokomórką postawioną na 3 i 9 stopniu.

Dla dzieci test przebiega w podobny sposób, zmienia się tylko miejsce stawiania stóp - 2, 4 i 6 stopień. Stopnie powinny mieć 17,5 cm wys. i 31 cm dł.

MMA =
[kgm/s]

m - masa ciała

h - wysokość między 3 a 9 stopniem (2 a 6 u dzieci)

Test Wingate polega na pedałowaniu na ergometrze rowerowym z maksymalną prędkością w czasie 30 sek. (modyfikacje 10-40 sek.), obciążenie w tym teście dobiera się relatywnie do masy ciała. Klasyczny test Wingate - 0,075 x masa ciała (7,5 % BM). Badany najpierw wykonuje rozgrzewkę (4-5 min.) podczas rozgrzewki stosuje się jedno albo dwa przyspieszenia 5 sek. Badany ustawia pedały na właściwej wysokości, siedzi na siodełku, podczas całego testu ma obracać pedałami z maksymalną prędkością.

W celu uniknięcia szoku ortostatycznego po zakończeniu wysiłku kontynuuje się ruch z dużo mniejszym obciążeniem.

Podczas tego testu mierzy się czas każdego pojedynczego obrotu z dokładnością do 0,001 sek.

Przy najszybszym obrocie osiąga moc maksymalną.

Dla kobiet i osób otyłych obciążenie zmniejsza się do 6,5 % BM, dla osób wytrenowanych korzystne jest zwiększenie obciążenia do 10 % BM (osiągana jest większa moc maksymalna w stosunku do mniejszego obciążenia). Obciążenie mnożone jest razy przyspieszenie ziemskie (9,81) i drogę (6m) co daje pracę wykonaną podczas jednego obrotu [J/obr]. Pracę dzieli się przez czas obrotu co daje moc na jeden obrót [W]. Moc podzielona przez masę ciała daje moc w [W/kg] - najdokładniejszy wskaźnik mocy anaerobowej.

MAP

t_o

t_u

10 20 30

t_o t_o - czas osiągnięcia

t_u - czas utrzymania (+/- 0,01s od MAP)

t_u

normy MAP dla wieku 20-30 lat

Moc	M	K
b. niska	<106	<85
Niska	106-139	85-111
przeciętna	140-175	112-140
Wysoka	176-210	141-168
b. wysoka	>210	>168

typowe wielkości mocy maksymalnej kończyn dolnych nie wytrenowanych mężczyzn

Wynik testu	wiek 18-25	wiek 25-35
bardzo słaby	5,4-6,8	7,8-8,6
Słaby	6,8-7,5	8,6-9,0
poniżej średniej	7,5-8,1	9,0-9,4
Średni	8,2-8,8	9,4-9,8
Dobry	8,8-9,5	9,8-10,2
bardzo dobry	9,5-10,2	10,2-10,6
znakomity	10,2-11,6	10,6—11,3

Inne, mniej popularne testy:

• Test Vandewalle'a

• Test Georgescu

Objawy wskazujące na stan organizmu zbliżający się do skrajnego wysiłku:

• tętno zbliżone do maksymalnego według reguły 220 - wiek lub tętna maksymalnego osoby badanej jeżeli jest ono znane,

• zmniejszenie przyrostów pobieranego tlenu,

• iloraz oddechowy powinien być większy niż 1.

Jeżeli 2 z 3 warunków są spełnione można stwierdzić, że osiągnięty został wysiłek maksymalny.

Moc średnia dobrze obrazuje potencjał glikolityczny mięśni,

moc maksymalna natomiast potencjał fosfagenowy mięśni i jest osiągana zazwyczaj między 3 a 8 sekundą wysiłku.

Zmiany wydolności fizycznej w wieku rozwojowym

VO_2max (l ·min^-1)

• globalne wielkości maksymalnego poboru tlenu powiększają się w wieku rozwojowym

• najbardziej znaczące przyrosty występują do 15-16 roku życia, po czym stają się coraz mniejsze

• największe przyrosty zbiegają się ze szczytem skoku pokwitaniowego wysokości ciała (A-PHV)

VO_2max (ml ·kg^-1·min^-1)

relatywne wielkości maksymalnego poboru tlenu (przeliczone na kilogramy masy ciała) utrzymują się na stałym poziomie w wieku rozwojowym z tendencją do obniżania u dziewcząt wskutek większego wzrostu zawartości tkanki tłuszczowej niż ma to miejsce u chłopców.

(%F u kobiet - ok. 18-28%, u mężczyzn - ok. 10-18%)

Stały poziom relatywnych wielkości VO_2max nie świadczy o całkowitym braku zmian zdolności wysiłkowych w okresie rozwojowym

Rozwojowe zmiany efektywności pracy

• wzrost efektywności mechanicznej skurczów mięśniowych

• obniżenie kosztów energetycznego wysiłku

• polepszenie poziomu zaawansowania technicznego

Rozwojowe zmiany w układzie oddechowym

wzrost efektywności oddychania (powiększenie wentylacji pęcherzykowej)

Wzrost wentylacji płuc

• zwiększenie objętości oddechowej oraz zmniejszenie częstości oddychania

• wzrost współczynnika tlenowo - wentylacyjnego

Rozwojowe zmiany w układzie krążenia

• powiększenie pojemności minutowej serca (między 10 a 20 rokiem życia zwiększa się dwukrotnie)

• wzrost zawartości hemoglobiny (pojemności tlenowej krwi)

Rozwojowe zmiany szybkości restytucji

• tempo powysiłkowej restytucji jest u dzieci znacznie większe ze względu na mniejsze osiągane stężenia kwasu mlekowego i w związku z tym - szybszą jego neutralizację

• czas powrotu V̊O₂, V̊CO₂, V̊E, HR i innych wskaźników fizjologicznych do wartości spoczynkowych jest u dzieci 10-letnich o połowę krótszy niż u 20-latków

Maksymalna moc anaerobowa

• znacząco wzrasta w wieku rozwojowym

• u 10-12-latków MAP jest około dwukrotnie większa niż u dzieci 7 letnich

• w okresie dojrzewania MAP stopniowo zbliża się do wartości osiąganych przez osoby dorosłe

Przyczyny mniejszych wielkości MAP u dzieci

• uboższe zasoby związków energetycznych (glikogenu, ATP, PCr)

• mniejsze zdolności resyntezy ATP

• wolniejsze tempo wykorzystania glikogenu mięśniowego (mniejsze stężenie fosfofruktokinazy - enzymu limitującego tempo glikolizy beztlenowej)

• mniejsze zdolności neutralizacji kwaśnych metabolitów

W efekcie u dzieci obserwuje się:

• mniejsze zdolności do wykonywania wysiłków o maksymalnej mocy

• znacząco niższe wysiłkowe stężenie mleczanów

• mniejsze zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej

Podsumowanie

• wydolność tlenowa (VO₂max/kg) nie ulega znaczącym zmianom w wieku rozwojowym (zdolności do wykonywania wysiłków długotrwałych o umiarkowanej intensywności są podobne u dzieci i osób dorosłych)

• wydolność beztlenowa (MAP/kg) znacząco wzrasta w wieku rozwojowym (zdolności do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o maksymalnej intensywności u osób dorosłych są istotnie większe niż u dzieci)

Wydolność fizyczna u dzieci

u dzieci przed okresem pokwitania (do 10-11 roku życia) nie obserwuje się różnic w poziomie wydolności tlenowej i beztlenowej.

Wydolność fizyczna w okresie dojrzewania

w fazie pokwitania powiększają się różnice w poziomie wydolności tlenowej i beztlenowej między dziewczętami i chłopcami, co wynika z różnego tempa zmian rozwojowych u obojga płci

Wydolność fizyczna u dorosłych

• kobiety charakteryzują się mniejszą wydolnością tlenową, mierzoną wielkością maksymalnego poboru tlenu (VO₂max/kg) i poziomem progu anaerobowego (AnT)

• kobiety osiągają mniejszą wydolność beztlenową, mierzoną poziomem maksymalnej mocy anaerobowej (MAP/kg)

Przyczyny różnic w poziomie wydolności tlenowej

u kobiet:

• gorszy stosunek komponenty czynnej (masa mięśniowa) do biernej (tkanka tłuszczowa)

• mniejsza masa mięśnia sercowego (mniejsza objętość wyrzutowa i pojemność minutowa serca)

• mniejsze stężenie hemoglobiny we krwi (o 10-15%)

• mniejsza ilość erytrocytów (o 5-10%)

• mniejsza pojemność tlenowa krwi

• mniejsza objętość krwi na kilogram masy ciała

• niższy poziom współczynnika tlenowo-pulsowego

Przyczyny różnic w poziomie wydolności beztlenowej

u kobiet:

• mniejsza masa mięśniowa

• mniejsze zasoby fosfagenowe (ATP i PCr) i glikolityczne (glikogen)

• mniejsza aktywność enzymów glikolitycznych

• mniejsza siła izometryczna mięśni

Metody wyznaczania obciążeń progowych

Nieinwazyjne - niewymaganą pobierania krwi

Wyznaczanie na podstawie dynamiki zmian parametrów układu oddechowego (precyzyjna) - 1 próg metaboliczny wyznacza się wyszukując najwyższą wartość TO₂ w okolicy spodziewanego tętna, po przekroczeniu tego progu powinno dojść do ponad liniowego przyrostu wentylacji płuc. Przy drugim progu szuka się maksymalnej wartości TCO₂.

na podstawie częstości skurczów serca (sama częstość tylko w celu oszacowania - nieprecyzyjna) - I próg 70% tętna maksymalnego, II - 85%, tętno maksymalne 220 - wiek.

Inwazyjne - wiążą się z pobraniem próbek krwi i badaniem stężenia kwasu mlekowego

1 sposób wyznaczenie progu mleczanowego na podstawie dynamiki zmian stężenia kw. mlekowego we krwi (metoda precyzyjna). Próg mleczanowy - intensywność wysiłku, po przekroczeniu której stężenie kwasu mlekowego wzrasta o więcej niż 0,5 mmol/litr krwi.

2 sposób - wyznaczenie progów metabolicznych na podstawie wartości stężenia kw. mlekowego we krwi (2 i 4 mmol na litr krwi - metoda nieprecyzyjna).

Wzrost stężenia kwasu mlekowego powoduje ponad liniowy wzrost wentylacji płuc.

Żywienie w sporcie

Przerwa między obfitym posiłkiem a pracą fizyczną powinna wynosić 2-3 godziny.

Tłuszcz zalega dłużej w żołądku (nie można wykonywać wysiłku z pełnym żołądkiem).

W przypadku lżejszych wysiłków ok. 1,5 h.

Jeżeli nagle dostarczy się do organizmu dużo glukozy natychmiast wzrośnie stężenie insuliny i zmniejszy się ilość glukozy we krwi.

Dieta powinna być bogata szczególnie w węglowodany (wystarcza ich na 1,5 h wysiłku fizycznego na poziomie II progu metabolicznego).

Założenia dietetyczne

Dieta zwyczajowa (racjonalna)

15% białka, 25-30% tłuszcze, 55-60% węglowodany

(ok. 1g/kg/dobę)(ok. 1,5g/kg/dobę)(ok. 5-7g/kg/dobę)

Dieta wysokowęglowodanowa (powinno się ją stosować w sporcie wyczynowym)

12-15% białka, 20-25% tłuszcze, 65-70% węglowodany

Dieta wysokotłuszczowa

20% białka, 60-65% tłuszcze, 15-20% węglowodany

Węglowodany

Podczas treningu

dziennie 7-10 g/kg masy ciała: 55-70% ogólnej wartości energetycznej

„Ładowanie węglowodanami”

wyczerpanie CHO -> superkompensacja

Po zakończeniu wysiłku

pierwsze 2 godz. - min. 1g/kg, tj. 50-150 g, następnie ok. 50 g glukozy co 2 godziny)

Składniki pokarmowe zawierające 50 g węglowodanów

• 50 g cukru

• 75 g dżemu

• 60 g miodu (4 płaskie łyżki)

• 100 g pieczywa (4 kromki)

• 90 g wyrobów cukierniczych (np. 6 szt. „Delicji”)

• 75 g batonu czekoladowego

• 500 ml soku owocowego

• 1,3 l piwa pełnego (10-15 %)

• 1l mleka

• 250 g ziemniaków (4 sztuki)

• 150 g gotowanego ryżu)

• 200 g gotowanego makaronu

• 500 g gotowanej fasoli

• 3 jabłka

• 2 pomarańcze

• 1 duży banan

• 40 winogron

Tłuszcze

Zapasy tłuszczów:

tkanka tłuszczowa: 9000g

tłuszcz wewnątrzmięśniowy: 500 g

Składniki pokarmowe zawierające 50 g tłuszczu

60 g masła

50 g oleju

220 g sera typu Gouda (tłusty)

2,5 l mleka 2%

80 g orzechów laskowych

100 g migdałów

120 g chipsów

100 g salami

200 g kabanosa

270 g szynki wieprzowej gotowanej

3 kg szynki z indyka

Białka

• utlenianie białek dostarcza mniej niż 5% ogólnego zapotrzebowania energetycznego

• dzienne zapotrzebowanie przy intensywnym wysiłku wynosi 1,2 - 1,6 g/kg

(u nieuprawiających sportu - ok. 0,8 g/kg)

• przy typowej diecie mieszanej, zalecanej przy zwiększonym wydatku energetycznym, suplementacja białkowa nie jest potrzebna

Składniki pokarmowe zawierające 50 g białek

1,5 l mleka 2%

180 g sera typu Gouda (tłusty)

250 g sera twarogowego chudego

250 g świeżego łososia

300 g szynki z indyka

230 g mięsa z piersi kurczaka

750 g ryżu

Witaminy

• Wysiłek nie prowadzi do deficytu witamin przy stosowaniu racjonalnej diety, dlatego nie ma potrzeby dodatkowego podawania witamin.

Składniki mineralne

• Wysiłek prowadzi do zmniejszania zawartości składników mineralnych (mikroelementy: sód, chlor, magnez, fosfor) .

• Sód i chlor wydalane są z potem, dlatego należy je uzupełniać (szczególnie sód, ponieważ przyspiesza wchłanianie płynów).

• Suplementacja pozostałych składników mineralnych nie ma większego wpływu na zdolności wysiłkowe.

Żelazo

• Znajduje się w czerwonym mięsie, wątrobie, produktach zbożowych, warzywach strączkowych.

• W przypadku stosowania racjonalnej diety suplementacja żelazem nie jest konieczna.

Wapń

• Zalecany przynajmniej jeden posiłek mleczny dziennie (o niskiej zawartości tłuszczu).

Kreatyna

• Sprzyja szybkiej resyntezie ATP i transportowi ATP przez błony mitochondriów.

• W celu zwiększenia jej zapasów w mięśniach, należy zażywać po 5g (4 razy dziennie) przez 4-5 dni, z równoczesnym spożywaniem pokarmów wysokowęglowodanowych w celu zwiększenia sekrecji insuliny (ułatwia transport kreatyny do mięśni) i w celu podtrzymania jej zawartości - 2g dziennie.

• Jej źródłem jest mięso.

• Dzienne zapotrzebowanie wynosi 2g, z czego połowa dostarczana jest z pokarmem, a połowa syntetyzowana w organizmie.

L-Karnityna

• Jest to substancja podobna do witamin.

• Odpowiada za transport kwasów tłuszczowych przez błonę mitochondriów (mogą one służyć wytwarzaniu energii - ATP).

• Głównym źródłem jest czerwone mięso i produkty mleczne.

• W przypadku braku w diecie jest syntetyzowana w organizmie.

• 98% karnityny zawierają mięśnie.

• Całkowita ilość karnityny nie ulega zmianie podczas wysiłku.

• Suplementacja karnityną nie zwiększa zdolności wysiłkowych, ponieważ nie zwiększa się jej ilość w mięśniach (nie nasila się też utlenianie tłuszczów).

Odwadnianie i zapobieganie odwadnianiu w czasie wysiłku

Przyczyną odwadniania jest pocenie się w celu wyeliminowania ciepła z organizmu.

Współczynnik pracy użytecznej (jaka część energii chemicznej jest wykorzystywana przez mięśnie)

W najlepszych warunkach (wysiłek tlenowy) 20-25%, wysiłki beztlenowe - 11-15%.

¾ energii zamieniane jest na ciepło.

Utrata masy ciała o 2% z powodu odwodnienia powoduje spadek wydolności o ok. 20%, a 4% spadek masy ciała o ok. 50%.

Jak stwierdzić wielkość odwodnienia

Przed wysiłkiem należy zważyć się bez ubrania na bardzo dokładnej wadze, po wysiłku należy się dokładnie wytrzeć i ponownie zważyć.

3,4 l płynu można stracić przy intensywnym wysiłku (sportowcy wyczynowi).

W jaki sposób się nawadniać?

Sód wpływa na szybkość wchłaniania wody (razem z potasem wpływają na przepuszczalność błony komórkowej). Odwadniając się tracimy sód dlatego należy przyjmować napoje zawierające sód, w przeciwnym przypadku napój zalega w żołądku. Płyn zalega w żołądku ok. 15-20 min.

Na - 20-50 mmol/l; 640-1150 mg/l - tyle sodu powinno znajdować się w napojach przyjmowanych podczas wysiłku.

Woda jest najpierw wchłaniania z krwi do układu pokarmowego, dopiero później odwrotnie

Objawy odwodnienia

• Pragnienie

• Suchość w ustach

• Bolesne kurcze mięśni

• Bóle brzucha

• Drżenia rąk

• Zawroty głowy

• Nudność/wymioty

• Udar cieplny/utrata przytomności

Najkorzystniejsze roztwory:

Roztwór hipotoniczny (np. woda mineralna niegazowana)

CHO (węglowodany) <6% (<6g/100 ml)

Wskazane -> szybko nawadniają

Woda dostarcza mało CHO lub nawet wcale, niekorzystne przy długotrwałym wysiłku fizycznym.

Roztwór izotoniczny

CHO: 6-8% (6-8g/100ml)

Powerade, isostar, gatorade

Szybkość nawadniania podobna, ale dostarczane są CHO

Kofeina odwadnia

Roztwór hipertoniczny (np. słodkie soki owocowe)

CHO . 8% (>8g/100 ml)

Nawadnianie opóźnione, wolne wchłanianie (nie stosować w trakcie wysiłku)

Nawadnianie przed wysiłkiem

Dzień przed - dużo wody mineralnej, aby uzyskać dużą objętość jasnego moczu (izo/hipo)

2-3 godz. przed - 500 ml wody

15-30 min przed - 250 ml wody

W trakcie: napoje izotoniczne (w przypadku krótkich wysiłków mogą być hipotoniczne)

Co 15-20 min - 150-200 ml

Mniej więcej 1l/1 godz.

Po wysiłku napoje hipertoniczne przez ok. 2h (połączone z pokarmem wysokowęglowodanowym - w tym czasie jest najlepsze przyswajanie węglowodanów.

Płyny muszą mieć odpowiednią temperaturę i smak.

Przy małej wilgotności i niskiej temperaturze traci się mniej wody.

Fizjologiczne podłoże zmęczenia i przetrenowania

Zmęczenie (ostre lub przewlekłe).

Zmęczenie przewlekłe w sporcie nazywane jest przetrenowaniem, ostre to stan po wysiłku.

Objawy zmęczenia

Obiektywne:

• Obniżenie pobudliwości mięśni

• Zmniejszenie siły i szybkości

• Wydłużenie czasu reakcji

• Pogorszenie koordynacji ruchów

• Pogorszenie precyzji ruchów

• Podwyższenie temperatury ciała

• Wzrost częstości oddychania

• Wzrost częstości skurczów serca

• Wymioty

• Omdlenie

Subiektywne:

• Uczucie osłabienia mięśni

• Bóle mięśni

• Uczucie wyczerpania

• Uczucie duszności

• Bóle w klatce piersiowej

• Nudności

• Zawroty głowy

Ogólne objawy przetrenowania

• Ciężkie i długotrwałe zmęczenie

• Bolesność mięśni

• Nadmierne występowanie obrażeń mięśniowo-kostnych

• Obniżenie łaknienia

• Zaburzenia snu

• Zaburzenia nastroju

• Obniżenie odporności immunologicznej

• Trudność koncentracji

• Wahania częstości skurczów serca podczas wysiłku

• Obniżenie maksymalnego poboru tlenu

Wskaźniki wydolności fizycznej przetrenowania

• Niemożność osiągnięcia „superkompensacji” w okresie restytucji

• Sztywność i bóle mięśni

• Niemożność utrzymania prędkości biegu

• Obniżenie poziomu wydolności tlenowej (VO₂max) i beztlenowej (MAP)

Anatomiczne wskaźniki przetrenowania

• Uszkodzenia miocytów (opóźniony ból mięśniowy - DOMS)

• Naderwania i zapalenia ścięgien

• Naciągnięcia mięśni

• Złamania przeciążeniowe kości

Fizjologiczne wskaźniki przetrenowania

• Spadek zasobów glikogenu mięśniowego i wątrobowego

• Obniżenie lub wzrost częstości skurczów serca i ciśnienia tętniczego krwi

• Spadek całkowitej i beztłuszczowej masy ciała

Wskaźniki biochemiczne przetrenowania

• Zaburzenia gospodarki hormonalnej (obniżenie poziomu testosteronu u mężczyzn - spadek popędu płciowego, obniżenie poziomu estradiolu i progesteronu u kobiet - zaburzenie miesiączkowania)

• Wzrost stężenia kinazy keratynowej i dehydrogenazy mleczanowej we krwi

• Obniżenie poziomu hemoglobiny

Wskaźniki immunologiczne przetrenowania

• Częste infekcje górnych dróg oddechowych

• Spadek odporności (obniżenie liczby limfocytów T)

• Obrzęk węzłów chłonnych

• Opóźnione gojenie się ran

Psychologiczne wskaźniki przetrenowania

• Pogorszenie samopoczucia

• Spadek samooceny

• Depresja

• Lęk przed rywalizacją

• Spadek koncentracji

• Chwiejność emocjonalna

• Zwiększona pobudliwość

Sposoby zapobiegania zespołowi przetrenowania

Trener:

• Stałe monitorowanie obciążeń treningowych

• Unikanie wielokrotnego powtarzania czynności podczas treningów

• Stosowanie planu okresowego

• Zwiększenie obciążenia treningowego nie więcej niż o 10% na tydzień

• Zastosowanie wystarczającego odpoczynku i czasu odnowy

Zawodnik:

• Częste badania lekarskie

• Prawidłowe odżywianie

• Prawidłowe nawadnianie

• Aktywna współpraca z trenerem

• Wnikliwa „obserwacja” wysiłkowych i powysiłkowych reakcji organizmu

Profilaktyka (podsumowanie)

1. Należy obserwować zmiany nastroju i poczucia zmęczenia, a także występowanie bólu mięśni podczas treningu. Jeżeli zawodnik odczuwa obciążenie treningowe jako cięższe niż zazwyczaj, należy je zmniejszyć.

2. W programie treningowym należy uwzględnić dwa do trzech dni tygodniowo na odpoczynek i odnowę.

3. Podczas choroby zawodnicy powinni odpoczywać. Jeżeli odczuwają bóle gardła, są zaziębieni lub cierpią z powodu innej infekcji, niewskazane jest wykonywanie przez nich obciążających wysiłków fizycznych. Po przebytej chorobie objętość treningu powinna być zwiększana stopniowo.

4. Należy się upewnić, że zawodnicy nie mają kontaktu z osobami chorymi. Większość sportowców jest bardziej podatna na infekcje w ciągu pierwszych kilku godzi po zakończeniu sesji treningowej.

5. Konieczne jest zapewnienie zawodnikowi wystarczającej ilości snu (przynajmniej sześć godzin każdej nocy).

6. Powinno się zmniejszyć do minimum obciążenia psychiczne zawodników oraz przeprowadzać regularne konsultacje z psychologiem sportowym.

7. Zawodnicy muszą się właściwie odżywiać, a ich dieta powinna zawierać odpowiednią ilość węglowodanów, witamin i kalorii. Należy przeprowadzać regularne konsultacje ze specjalistą od żywienia sportowców w sprawie składu diety.

8. Należy regularnie przeprowadzać testy wysiłkowe w stałym laboratorium wyspecjalizowanym w badaniach wysiłkowych. Testy powinny również obejmować badania krwi, co może pomóc rozpoznać objawy przetrenowania oraz wykluczyć niektóre możliwe przyczyny niskich zdolności wysiłkowych spowodowanych anemią lub uszkodzeniem mięśni.

Metoda Åstranda

Trwa 4-5 minut, badana jest częstość skurczów serca w stanie równowagi.

Wykonywana na cykloergometrze lub jako step-test.

Za pomocą cykloergometru - rytm 60 na minutę, pod koniec każdej minuty pomiar HR.

Ważna jest stała intensywność. Tętno musi się ustabilizować na poziomie 120-170.

Obciążenie u kobiet mniej więcej 100 W, u mężczyzn 150 W.

Żeby uzyskać obciążenie w kGm/min, wielkość obciążenia w Wattach trzeba pomnożyć sześciokrotnie.

Wartości odczytuje się na nomogramie łącząc ustabilizowane HR z obciążeniem na cykloergometrze.

Step test - rytm 22,5/min

Wysokość stopnia dla K 33 cm, dla M 40 cm.

HR mierzy się z ostatnich 3 minut (ze stanu równowagi).

Potrzebna jest masa ciała i uzyskane tętno.

Wynik odczytuje się z nomogramu.

Test Margarii

Step test.

Wysiłek 2 x 6 minut.

Rytm podawany dla dzieci:

• pierwszy wysiłek 15/min

• drugi wysiłek 27/min

Wys. stopnia dla dzieci - 30 cm

Dla dorosłych wysokość stopnia 40 cm.

Rytm 15/min i 25/min.

Pomiar tętna po 1 i 2 wysiłku.

Wzór, z którego oblicza się VO₂max

VO₂max =

VO₂' = 22 ml/kg (17,8 ml/kg dla dzieci)

VO₂'' = 32,4 ml/kg (28 ml/kg dla dzieci)

HRmax = 220 -wiek

Badane jest HR' I HR'' (tętno po 1 i 2 wysiłku)

W celu otrzymania wyniku testy korzysta się z nomogramu lub tabeli.

Test PWC₁₇₀

Próba ta pozwala na zbadanie wydolności fizycznej (PWC - zdolność do wykonania wysiłku fizycznego) poprzez wyznaczenie w [kGm/min] lub [W] wielkości obciążenia podczas pracy na cykloergometrze przy częstości skurczów serca równej [170 sk/min].

Im PWC₁₇₀ większe tym wydolność większa.

Badana osoba wykonuje dwa 5-cio minutowe submaksymalne wysiłki o różnej intensywności (przy pierwszym wysiłku tętno nie powinno przekraczać 130 uderzeń na minutę, w drugim 150).

Częstość obrotów - 60 na minutę.

Badana jest częstość skurczów serca podczas stanu równowagi czynnościowej (ostatnie 0,5 min wysiłków).

Obliczanie metodą graficzną

HR

[sk/min]

170

150

130

P₁ P₂ PWC₁₇₀

P

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 [kGm/min]

50W 100W 150W 200W [W]

Obliczanie ze wzoru

PWC₁₇₀ [kGm/min][W]

PWC₁₇₀ = P₁ + (P₂ + P₁) ∙

VO_2max = 1,7 ∙ PWC₁₇₀ + 1240

[ml/min] [kGm/min]

Próba Martineta

10 minut w pozycji leżącej, badanie ciśnienia i tętna, wysiłek polega na wykonaniu 40 przysiadów w tempie 60/min (metronom na 120), pomiar ciśnienia i tętna, w pozycji leżącej po wykonaniu wysiłku badanie ciśnienia i tętna co minutę do stanu wyjściowego.

Reakcja normotoniczna u osób zdrowych po wysiłków częstość skurczów serca wzrasta o nie więcej niż 30, ciśnienie skurczowe 10-20 mmHg, rozkurczowe nie zmienia się, po 3 minutach wszystkie wskaźniki wracają do normy.

Reakcja dystoniczna (przy słabej wydolności) - nadmierny przyrost częstości tętna i ciśnienia skurczowego, spadek ciśnienia rozkurczowego.

Reakcja hipertoniczna - nadmierny przyrost częstości tętna i ciśnienia skurczowego.

Reakcja hipotoniczna (asteniczna) - nadmierny wzrost częstości skurczów serca i brak zmian w wielkości ciśnienia krwi.

Test Harvardzki

Step test, wykonywany przez 5 min, dla M wysokość stopnia 51 cm, dla K 46 cm. Tempo 30 cykli na minutę (metronom na 120). Tętno mierzone po zakończeniu testu, po 1,2,3 minucie po zakończeniu testu; pomiar trwa 30s. Próba bazuje na szybkości restytucji powysiłkowej.

1' - 1'30''

2' - 2'30''

3' - 3'30''

Wydolność określa się ze wzoru FI =

<55 zła

55-64 poniżej przeciętnej

65-79 przeciętna

80-89 dobra

>90 bardzo dobra

R

T

S

P

Q

46

40

KT

KŻ

40

46

46

40

40

46

Oddychanie wewnętrzne

CO₂ mm Hg

Oddychanie zewnętrzne

KT

KŻ

Oddychanie wewnętrzne

Oddychanie zewnętrzne

100

100

100

40

40

40

40

102

O₂ mm Hg

Każdy wzrost wysiłku powoduje liniowy przyrost V̊_O2 i HR.

VO₂

int. wys.

int. wys.

VO₂

HR

HR

V [m/s]

4,2

Test biegowy

3,9

3,6

3,3

3,0

rozgrzewka

t [min]

P [W]

200

Test na cykloergometrze

180

160

140

120

t [min]

zależność zmian wybranych parametrów podczas przykładowego wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności

int. wys.

wysiłek o max. int.

skrajne zmęczenie

II próg niekompensowanej kwasicy metabolicznej

La

O₂

pH

TDMA

La

tutaj mniej więcej znajduje się próg mleczanowy

O₂

O₂

I próg tlenowy

pH const.

AT

intensywność wysiłku rośnie

O₂

początek wysiłku

wolny trucht

przemiany tlenowe

min.

t

badanie na podstawie dynamiki zmian stężenia kwasu mlekowego przy wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności

La

prędkość w m/s

wzrost o >0,5 mmol / litr krwi

t

P[W]

MAP

obszar zdolności szybkościowych

t [s]

---