Reakcje organizmu na wysiłek fizyczny

Zmiany adaptacyjne do wysiłku

Zakres i rodzaj zmian zależą od czasu wykonywania wysiłku jego intensywności, rodzaju skurczów mięśni i wielkości zaangażowanych grup mięśniowych Obserwowane zmiany przystosowawcze dotyczą wielu układów ale szczególnie układu krążenia i oddychania, mięśniowego, hormonalnego oraz nerwowego.

Klasyfikacja wysiłków – rodzaj wykonanej pracy   Dynamiczne (przeważający udział skurczy izotonicznych, np. chód, bieg jazda na rowerze) Statyczne (dominuje aktywność mięśni dłużej utrzymujących skurcze izometryczne np. utrzymanie ciężaru)

Klasyfikacja wysiłków – czas trwania  Krótkotrwałe (do 10 sekund, przeważają procesy beztlenowe)  Średniej długości (około 2 min, procesy tlenowe 50% i beztlenowe 50%)  Długotrwałe (przeważają procesy tlenowe)

Klasyfikacja wysiłków – wielkość zaangażowanych grup mięśniowych   Lokalne (mniej niż 30% całej masy mięśni, np.praca wykonana za pomocą kończyn górnych) Ogólne (ponad 30% masy mięśni, np. praca wykonana za pomocą obu kończyn dolnych)

Klasyfikacja wysiłków – intensywność obciążenia bezwzględne Wyrażone jako ilość energii wydatkowanej w jednostce czasu:   Waty [W] Kilogramometry [kGm]

Klasyfikacja wysiłków – intensywność obciążenia względne Wyrażony proporcją między zapotrzebowaniem na tlen podczas wykonywanej pracy a maksymalnym pochłanianiem tlenu przez organizm:    Submaksymalne Vo 2 Maksymalne Vo 2 = Vo < Vo 2max 2max Supramaksymalne Vo 2 > Vo 2max

Klasyfikacja wysiłków – rodzaj źródeł energetycznych   Tlenowe (aerobowe) wysiłki długotrwałe o obciążeniu mniejszym od maksymalnego, energia do pracy pochodzi głównie z procesów tlenowych.

Beztlenowe (anaerobowe) wysiłki krótkotrwałe, mogą być intensywne, energia do pracy pochodzi z procesów beztlenowych

Rodzaj i procent wykorzystania energii w zależności od czasu trwania wysiłku

Zależność czasu trwania wysiłku od jego intensywności

Zmiany w funkcjonowaniu organizmu podczas jednorazowego wysiłku   W momencie rozpoczęcia wysiłku obserwuje się wzrost podstawowych parametrów charakteryzujących układ krążenia i oddychania.

Wzrost jest wprost proporcjonalny do obciążenia i w granicach wysiłków submaksymalnych ma charakter liniowy.

Adaptacja układu krążenia do wysiłku fizycznego

Istotą adaptacji jest utrzymanie dużych wartości przepływu krwi przez pracujące mięśnie. Może być on uzyskany przez:   rozkurcz mięśni gładkich naczyń wzrost średniego ciśnienia tętniczego   Wzrost objętości wyrzutowej serca Wzrost częstości skurczów serca

Zmiany wskaźników krążeniowych podczas wysiłków o narastającej intensywności

Wzrost pojemności minutowej serca Wzrost CO jest proporcjonalny do intensywności pracy. Wielkość redystrybucji pojemności minutowej serca do pracujących mięśni będzie tym większa im mniejszy będzie opór naczyniowy w łożysku naczyniowym oraz im większa będzie pojemność minutowa serca

Zmiany dystrybucji pojemności minutowej w zależności od intensywności wysiłku Przepływ krwi ml/min CO Trzewny Nerkowy Mózgowy Wieńcowy Mięśniowy Skórny spoczynek Wysiłek lekki 5800 9500 1400 1100 1100 900 750 250 1200 500 750 350 4500 1500 Wysiłek ciężki 17500 600 600 750 750 12500 1900 Wysiłek max 25000 300 250 750 1000 22500 600

Mechanizmy adaptacyjne układu krążenia do wysiłku    Pobudzenie układu współczulnego i zahamowanie aktywności przywspółczulnej serca Zwiększenie powrotu żylnego na skutek działania pompy oddechowej i mięśniowej Zmniejszenie oporu w łożysku naczyniowym pracujących mięśni na skutek działania czynników lokalnych

Czynniki decydujące o wielkości powrotu żylnego

    Średnie ciśnienie wypełnienia układu krążenia Ciśnienie w prawym przedsionku Opór powrotu żylnego Pompa mięśniowa

Przekrwienie czynnościowe mięśni Wzrost podaży tlenu bez zmian przepływu krwi możliwy jest dzięki:  Wzrostowi temperatury i obniżeniu pH co powoduje przesuniecie krzywej dysocjacji oksyhemoglobiny w prawo  Prowadzi to do spadku powinowactwa hemoglobiny do tlenu

Układ krążenia - podsumowanie Głównymi funkcjami układu krążenia w trakcie wysiłku są:  Transport tlenu do pracujących mięśni,  Transport ciepła z narządów o wysokiej przemianie materii.

Morfologiczna adaptacja do powtarzanego wysiłku

  Przerost mięśnia sercowego (serce sportowca), bradykardia spoczynkowa, wzrost objętości wyrzutowej Wzrost gęstości naczyń mikrokrążenia (nie farmakologiczna metoda leczeni nadciśnienia tętniczego to aktywność fizyczna)

Reakcja układu oddechowego na wysiłek fizyczny  Wzrost wentylacji minutowej (hiperwentylacji wysiłkowej)  Wzrost pojemności dyfuzyjnej płuc

Cele adaptacji układu oddechowego do wysiłku fizycznego

Wielkość wentylacji płuc w zależności od intensywności wysiłku

Odpowiedz oddechowa na wysiłek fizyczny

Wentylacja w wysiłku

 wielkość wentylacji wzrasta wprost proporcjonalnie do intensywności wysiłku  przy stałej intensywności wentylacja stabilizuje się na równym poziomie  wzrost wentylacji odbywa się początkowo poprzez wzrost objętości oddechowej a następnie w wyniku wzrostu intensywności wysiłku poprzez przyspieszenie rytmu oddechowego

Parametry oddechowe w wysiłku maksymalnym u osób wytrenowanych i nie trenujących Parametr trenujący Nie trenujący Wentylacja minutowa Objętość oddechowa Rytm oddechowy 200L 3500 ml 60/min 150L 3000ml 60/min

Zmiany adaptacyjne zachodzące we krwi w czasie wysiłku dotyczą:       Elementów morfotycznych Zmian pH Poziomu kwasu mlekowego Poziomu glukozy Poziomu kwasów tłuszczowych Poziomu hormonów ( np.kortyzolu, adrenaliny, aldosteronu)

Wysiłek dynamiczny o dużej intensywności i krótkim czasie trwania  Aktywowane są jednostki motoryczne szybkokurczliwe  Energia głównie z procesów beztlenowych  Parametry fizjologiczne układu krążenia (HR, SV, CO i BP) oraz oddychania (Ve) niższe niż w pracy maksymalnej  Występuje zjawisko zmęczenia

Wysiłek dynamiczny o umiarkowanej intensywności - długotrwały  Wywołuje zmiany czynności układu krążenia i oddychania warunkujące wystąpienie stanu równowagi fizjologicznej  Charakter zmian umożliwia kontynuowanie pracy przez dłuższy okres czasu.

 Z chwila rozpoczęcia pracy dochodzi do wzmożenia czynności krążenia i oddychania aż do uzyskania stanu równowagi

Stan równowagi fizjologicznej

Stan równowagi fizjologicznej

Do organizmu dostarczane jest tyle tlenu ile wynosi zapotrzebowanie Zanim organizm osiągnie stan równowagi fizjologicznej zaciąga deficyt tlenowy Po zakończeniu wysiłku obserwowany jest nadmiar pobierania tlenu ponad pobór spoczynkowy. Jest to dług tlenowy

Krzywe obrazujące pobór tlenu, wentylację i częstość skurczów serca w czasie stanu równowagi czynnościowej

Zależność między pochłanianiem tlenu a intensywnością wysiłku

Wysiłek statyczny

   Charakteryzuje się przewagą skurczy izometrycznych Obserwowane HR i BP przyjmują wyższe wartości niż w odpowiadających obciążeniom wysiłkach dynamicznych Typowym objawem po pracy statycznej jest zwiększona wentylacja i pobór tlenu od rejestrowanego w czasie pracy

Porównanie reakcji układu krążenia na wysiłek dynamiczny i statyczny

Zależność między częstością skurczów serca a maksymalnym poborem tlenu

Mechanizm ochronnego oddziaływania wysiłku fizycznego na centralny układ nerwowy

Wpływ treningu fizycznego na sprawność ruchową

Mechanizm wpływu treningu fizycznego na siłę skurczu mięśnia

Wpływ jednorazowego wysiłku fizycznego na elementy morfotyczne krwi

Wpływ wysiłku fizycznego na poziom lipoprotein

Otyłość a aktywność fizyczna

Wpływ wysiłku fizycznego na podstawowe funkcje nerek