Układ oddechowy
Funkcje: stanowi dużą powierzchnie dyfuzyjną (ok. 100m2), przez którą tlen może być wprowadzany do ustroju a CO2 eliminowany z ustroju, utrzymuje adekwatny gradient pomiędzy ciśnieniem parcjalnym O2 i CO2 w powietrzu pęcherzykowym a prężnością tych gazów we krwi dopływającej do pęcherzyków płucnych, nawilża, ogrzewa i oczyszcza powietrze, uczestniczy w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej, uczestniczy w reakcjach obronnych organizmu ze względu na obecność komórek fagocytujących w obrębie pęcherzyków płucnych.
Budowa
Etapy oddychania:
-Oddychanie zewnętrzne- wymiana gazów pomiędzy:
· Powietrzem atmosferycznym a pęcherzykami płucnymi
· Pęcherzykiem płucnym a osoczem krwi
· Osoczem krwi a krwinkami czerwonymi
-Transport gazów- oddechowa funkcja krwi
-Oddychanie wewnętrzne
Ciśnienie parcjalne- ciśnienie jakie wywiera jeden ze składników powietrza.
Prężność gazu- jest to ciśnienie gazu rozpuszczonego w wodzie
Wentylacja płuc- jest to wymiana powietrza pomiędzy otoczeniem a pęcherzykami płuc. Jest możliwa dzięki ruchom klatki piersiowej.
W spoczynku-
· Mięśnie oddechowe nie pracują
· Siły elastyczne płuc i klatki piersiowej równoważą się
· Ciśnienie jest równe atmosferycznemu w drzewie oskrzelowym
· Nie ma przepływu powietrza
Podczas wysiłku:
· Mięśnie wdechowe kurczą się, pojemność klatki piersiowej wzrasta, Ciśnienie śródpęcherzykowe spada poniżej wartości ciśnienia atmosferycznego ze względu na poszerzenie dróg oddechowych. Powietrze przemieszcza się do płuc.
Podczas wydechu
· Mięśnie wdechowe rozluźniają się, siły elastyczne płuc powodują podniesienie ciśnienia gazów powyżej ciśnienia atmosferycznego. Powietrze przemieszcza się z płuc na zewnątrz.
Anatomiczna przestrzeń nieużywana (martwa)
W skład przestrzeni martwej wchodzi
· Jama nosowa
· Gardło
· Krtań
· Tchawica
· Oskrzeliki górne i dolne
Objętość przestrzeni martwej wynosi około 150 ml
Wentylacja przestrzeni martwej i wentylacja pęcherzyków płuc
TV- objętość oddechowa płuc= 500ml
Wentylacja przestrzeni martwej:
W spoczynku
VD= fRx TV
VD= 16x 150ml
Wentylacja pęcherzyków płucnych
W spoczynku:
VA= fr x TV
VA= 16 x 350ml
Wentylacja minutowa płuc: VE
- jest to ilość powietrza przepływającego przez płuca w ciągu jednej minuty. Wielkość wentylacji jest iloczynem liczby oddechów fr i objętości oddechowej TV
VE= fRx TV lub VE= VA+VD
VE= 16x 500ml
Maksymalna wentylacja minutowa
-jest to maksymalna ilość powietrza przepływającego przez płuca w ciągu jednej minuty.
VE max= fRx TV
Osoby trenujące VE max= 50 x 3 litry (wartości w wysiłku maksymalnym)
Osoby nietrenujące VEmax= 50x 2 litry (wartości w wysiłku maksymalnym)
Maksymalna wentylacja dowolna minutowa- to maksymalna ilość powietrza, jaką jesteśmy w stanie przewentylować przez płuca w sposób świadomy w spoczynku.
Rodzaje objętości płuc
· VT- objętość oddechowa- jest to ilość powietrza wprowadzona do układu oddechowego w czasie spokojnego wdechu, lub usuwana z układu oddechowego w czasie spokojnego wydechu VT= 500ml
· IRV- zapasowa objętość wdechowa (powietrze uzupełniające ) jest to ilość powietrza wprowadzonego do układu oddechowego w czasie maksymalnego wdechu z poziomu spokojnego wdechu IRV=3300ml
· ERV- zapasowa objętość wydechowa (powietrze zapasowe) jest to ilość powietrza usuwana z układu oddechowego podczas maksymalnego wydechu z poziomu spokojnego wydechu ERV= 1500ml
· RV- objętość zalegająca- jest to ilość powietrza pozostająca w płucach na szczycie maksymalnego wydechu RV= 1200ml
Rodzaje pojemności płuc:
· VC- pojemność życiowa- jest to ilość powietrza którą możemy wprowadzić do układu oddechowego z poziomu maksymalnego wdechu VC=4800ml
· TLC- całkowita pojemność płuc- jest to ilość powietrza w układzie oddechowym na szczycie maksymalnego wdechu TLC= 6000ml
Hipoksja- niedotlenienie tkanek w organizmie
Spirometria
· Analiza ilościowa- mówi o objętości gazów przepływających przez płuca
· Analiza jakościowa- określa skład powietrza przepływającego przez płuca, zmierza do określenia zawartości tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu.
Vo2max- minutowy pobór tlenu
Vco2- minutowa produkcja CO2
VE- ilość powietrza wentylowana przez płuca w ciągu minuty.
Skład O2 i CO2 w powierzu: O2= 21%, CO2= 0,03%
RQ- iloraz oddechowy (współczynnik oddechowy)
RQ- stosunek objętościowy produkowanego CO2 (VCO2) do pobieranego O2 (VO2)
RQ= 0,7- 1,0
RQ= 0, 7 (100% wolne kwasy tłuszczowe)
RQ= 1, 0 (100% węglowodany)
Trzy rodzaje warunków pomiarów objętości gazów:
· ATPS- pomiar objętości gazu w aktualnej temperaturze, ciśnieniu i wilgotności
ATPS VE= 10L Temp. 23o C , P= 740 mmHg , wilgotność 65%
· BTPS- objętość gazu mierzona w temperaturze, ciśnieniu i wilgotności panującej w ciele ludzkim.
· STPD- warunki pomiaru gazu tkz. Standardowe
STPD- Temp. 0o C , P= 760 mmHg, wilgotność= 0 (gaz suchy, pozbawiony pary wodnej)
Deficyt tlenowy- jest to niedobór tlenu występujący na początku pracy, jest to różnica między zapotrzebowaniem organizmu na tlen a ilością dostarczaną
Dług tlenowy- jest to nadmiar poboru tlenu w stosunku do wartości spoczynkowych , występujący po zakończeniu pracy.
Wydolność Fizyczna
· Wydolność tlenowa (aerobowa)
· Wydolność beztlenowa (anareobowa)
- Fosfogenowa (ATP+ Fosfokreatyna)
- Glikolityczna (Glikoliza beztlenowa)
Wydolność fizyczna- jest to zdolność do ciężkich i długotrwałych wysiłków fizycznych wykonywanych z udziałem dużych grup mięśniowych, bez szybko narastającego zmęczenia i warunkujących jego rozwój zmian w środowisku wewnętrznym organizmu (Kozłowski 1984)
Czynniki determinujące wydolność fizyczną.
1. Przemiany energetyczne ustroju.
-procesy tlenowe
-procesy beztlenowe
-rezerwy energetyczne
2. Koordynacja nerwowo-mięśniowa
- siła i szybkość ruchów
- Technika (precyzja ruchu i koordynacja)
3. Termoregulacja i gospodarka wodno-elektrolitowa
4. Właściwości budowy ciała (wysokość, masa ciała, struktura ciała, otłuszczenie, masa mięśni,
Typ włókien mięśniowych, proporcje długościowe włukien)
5. Czynniki psychologiczne
- motywacja
- taktyka
Wydolność aerobowa (tlenowa)- Jest to zdolność organizmu do wykonywania wysiłków długotrwałych, mający charakter wytrzymałościowy
Miarą wydolności tlenowej jest maksymalny pobór tlenu (VO2max, popularnie określany, jako pułap tlenowy)
NTR: 40-45 ml/Kg (M) 35-40 ml/Kg (K)
TR: 80-90 ml/Kg (M) 60-70 ml/Kg (K)
Czynniki warunkujące VO2 max
Czynniki związane z funkcjonowaniem układu oddechowego:
· Maksymalna wentylacja minutowa płuc
· Stosunek wentylacji pęcherzykowej do perfuzji , sprawność dyfuzji gazów
Czynniki związane z krążeniem
· Maksymalna pojemność minutowa serca
· Poziom hemoglobiny we krwi, ilość erytrocytów- poj. Tlen. Krwi
· Powinowactwo hemoglobiny do tlenu
· Ciśnienie tętnicze krwi
Czynniki związane z przepływem mięśniowym
· Przepływ krwi przez mięsień
· Gęstość kapilar w mięśniu
· Sprawność dyfuzji tlenu do komórek (mitochondrium)
Czynniki związane z metabolizmem mięśniowym
· Ilość mitochondrium w komórce mięśniowej
· Masa mięśni i typ włókien mięśniowych
· Aktywność enzymów oksydacyjnych w komórkach mięśniowych
· Dostarczenie substratów energetycznych do komórek.
Wydolność anaerobowa- jest to zdolność organizmu do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o bardzo dużej intensywności, mający charakter szybkościowo-siłowy.
Miarą wydolności beztlenowej jest maksymalna moc anaerobowa (MAP, MMA, MPO)
NTR: 8-10 W/Kg (M) 6-8 W/Kg (K)
TR: 15-17 W/Kg (M) 10-13 W/Kg (K)
Czynniki wpływające na wielkość MAP
1. Stan energetyczny mięśnia
-zawartość w komórkach mięśniowych ATP
-Fosfokreatyny i Glukozy
-Sprawność enzymatyczna
2. Temperatura wewnątrzmięśniowa
3. Szybkość skracania włókien mięśniowych
- udział włókien szybko kurczliwych w składzie mięśni.
4. Siła mięśni
· sprawność aktywacji jednostek motorycznych
· Szybkość rekrutacji aktywnych jednostek motorycznych
· Częstotliwość wyładowań czynnych motoneuronów
· Przekrój fizjologiczny mięśnia
· Długość mięśnia, masa i temperatura
· Typ włókien mięśniowych
· Wielkość zasobów energetycznych
Oprócz wymienionych czynników warunkujących MAP na poziom wydolności anaerobowej będzie miała sprawność mechanizmów kompensujących zaburzoną równowagę kwasowo-zasadową organizmu (bufory krwi)
Sposoby badania wydolności anaerobowej
· By określić wydolność anaerobową dokonuje się pomiarów maksymalnej mocy anaerobowej (MMA,MAP,MPO) wyrażonej relatywnie w stosunku do masy ciała sportowca
· Z punktu widzenia fizyki moc definiuje się jako pracę (W) wykonanej w danej jednostce czasu
· Zatem uzyskanie wysokich wielkości mocy wymaga jak największej wykonanej pracy, w jak najkrótszym czasie.
· Z kolei praca definiowana jest jako iloczyn siły (F) oraz pokonanej drogi (przesunięcia-S)
· Maksymalna moc anaerobowa jest więc dobrym wskaźnikiem służącym do oceny zdolności szybkościowo-siłowych
Pmax = wt gdzie W= Fxs, gdzie F= mxa czyli
Pmax= mxaxst
Ocena wydolności aerobowej (tlenowej)
- maksymalny minutowy pobór tlenu Vo2 max
- jest to maksymalna ilość tlenu jaką może pobrać i zużyć organizm w ciągu jednej minuty, podczas maksymalnego wysiłku fizycznego
Metody oceny
Vo2 max metoda bezpośrednia (test stopniowany do odmowy)
- test stopniowo (w stałych odstępach czasu 2-3min) wzrastającym obciążeniu (o stałą wielkość) aż do uczucia wyczerpania (do odmowy)
· Zaangażowanie jak największego % grup mięśniowych
· Wysiłek podobny do uprawianej dyscypliny sportu
· Czas nie krótszy niż 3 min
· Obciążenie tak dobrane by nie spowodować przerwania wysiłku
· Systematyczność wysiłku, intensywność (na początku niska a następnie stopniowo się zwiększa, aż do osiągnięcia wielkości maksymalnych)
Metoda diagnozowania maksymalnego wysiłku:
· Maksymalny pobór tlenu Vo2max
· Wzmożone tętno (220-wiek)
...
ewaaaa6754