Ćwiczenie 9. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego

Transkrypt

1 Ćwiczenie 9 Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego Zagadnienia teoretyczne 1. Kryteria oceny wydolności fizycznej organizmu. 2. Bezpośredni pomiar pochłoniętego tlenu - spirometr Krogha. 3. Pułap tlenowy - maksymalne pochłanianie tlenu jako wskaźnik maksymalnej wydolności wysiłkowej. 4. Pośrednie określanie ilości pochłoniętego tlenu. Zależność poboru tlenu od obciążenia i częstości tętna. Nomogram Ästrand i Ryhminga. 5. Określanie wydolności wysiłkowej na poziomie submaksymalnym (próba PWC ). Ćwiczenia praktyczne 1. Zależność między częstością skurczów serca, intensywnością wykonywanej pracy i ilością pochłoniętego tlenu (próba PWC170). 2. Oznaczanie pułapu tlenowego przy pomocy nomogramu.

2 WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA USTROJU Wydolność fizyczna ustroju - to zdolność organizmu do wykonywania ciężkiej i długotrwałej pracy fizycznej bez szybko narastającego uczucia zmęczenia i bez poważniejszych zaburzeń homeostazy ustrojowej Wydolność fizyczna ustroju jest wypadkową czynności wielu różnych narządów Bardzo ważnym mechanizmem fizjologicznym decydującym o wydolności fizycznej ustroju jest sprawność funkcji zaopatrzenia organizmu w tlen

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

4 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)

5 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)

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

7 Klasyfikacja wysiłków rodzaj źródeł energetycznych Beztlenowe (anaerobowe) wysiłki krótkotrwałe, mogą być intensywne, energia do pracy pochodzi z procesów beztlenowych Tlenowe (aerobowe) wysiłki długotrwałe o obciążeniu mniejszym od maksymalnego, energia do pracy pochodzi głównie z procesów tlenowych

8 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

9

10 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

11

12

13

14 SKUTECZNIEJSZE: Zwiększenie ilości naczyń włosowatych NATLENOWANIE ODŻYWIENIE ODPROWADZENIE CO2 ODPROWADZENIE ZBĘDNYCH PRODUKTÓW PRZEMIANY MATERII

15 Wzrost pojemności minutowej serca Wielkość redystrybucji pojemności minutowej serca do pracujących mięśni będzie tym większa: im mniejszy będzie opór naczyniowy w łożysku naczyniowym im większa będzie pojemność minutowa serca

16 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

17 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

18

19

20

21

22

23

24 Cele adaptacji układu oddechowego do wysiłku fizycznego

25 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

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

27 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

28

29

30

31

32

33 Najczęściej stosowanym kryterium określającym poziom wydolnościfizycznej organizmu jest maksymalne pochłanianie tlenu VO2 max.(pułap tlenowy). VO2 max. to największa ilość tlenu jaką badany może w czasie maksymalnego wysiłku pochłonąć w ciągu 1 minuty. Zależność między obciążeniem wysiłkowym a pochłanianiem tlenu na minutę (VO2). Mimo zwiększania obciążenia VO2 przestaje wzrastać (trzy najwyższe punkty stanowią "plateau" i odpowiadają VO2 max).

34 bezpośredni pomiar pochłoniętego tlenu spirometr Krogh a wielokrotne oznaczanie wielkości pochłaniania tlenu w ciągu 1 min. (VO2) podczas stopniowego obciążania badanego coraz to większym wysiłkiem fizycznym. jeżeli mimo zwiększania obciążenia wielkość VO2 u badanego przestanie wzrastać, czyli osiągnie plateau, to wówczas poziom ten odpowiada maksymalnemu pochłanianiu tlenu VO2 max.

35 Między wykonywaną pracą (obciążeniem w kgm/min) a ilością pochłanianego tlenu (L/min) jest stała zależność obciążenie (kgm/min) = const pobór tlenu (L/min) co przedstawia poniższy nomogram pozwalający określić ilość pobranego tlenu na podstawie zastosowanego obciążenia: praca [kgm/min] 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 pobór tlenu [L/min]

36 Pośredni pomiar pochłoniętego tlenu normogram Astrand a Ryhming a (zależność poboru tlenu od obciążenia i częstości tętna) Liniowa zależność między częstością tętna, a ilością pochłoniętego tlenu i mocą wykonywanej pracy.

37 Ćw. 1 Pośrednie określanie VO 2 Między wykonywaną pracą (obciążeniem) a poborem tlenu jest zależność: Obciążenie kgm/min Pobór tlenu Nomogram Astrand Rhyminga pozwala przewidzieć jakie jest pochłanianie tlenu w czasie maksymalnego wysiłku jeśli ustalimy tętno i obciążenie: = constans Tętno zależy liniowo od obciążenia i poboru tlenu W tym przykładzie wynosi 2,6 L/min

38 Ćw. 2. Określanie wydolności wysiłkowej na poziomie submaksymalnym (PWC ) Wielkość pracy Zależność między tętnem a obciążeniem tętno 170 Graniczna częstość tętna P1 P2 P3 VO obciążenie na rowerku kgm/min Pułap tlenowy VO 2 max występuje przy tętnie 170 Ze względów bezpieczeństwa pomiar prowadzi się do tętna 150 i ekstrapoluje się do 170 c/min