Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku Katedra: Promocji Zdrowia Zakład: Biomedycznych Podstaw Zdrowia Fizjologia człowieka Osoby prowadzące przedmiot: Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Jastrzębski zb.jastrzebski@op.pl
Temat wykładu 15 Wpływ ostrego i przewlekłego niedotlenienia organizmu na duŝych wysokościach. Zmiany przystosowawcze i aklimatyzacyjne. Człowiek pod wodą. Wpływ wysokiego ciśnienia na organizm człowieka.
Niedotlenienie Hipoksja niedotlenienie powstałe na skutek wdychania powietrza o zmniejszonym ciśnieniu parcjalnym tlenu. Hipoksja hipoksyczna na skutek obniŝonego ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi, Hipoksja anemiczna spowodowana niską pojemnością tlenową krwi, Hipoksja ischemiczna (krązeniowa) na skutek zaburzeń krąŝeniowych, Hipoksja cytoksyczna (histotoksyczna) spowodowana upośledzeniem oddychania mitochondrialnego A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str. 176-177.
Wpływ środowiska na wydolność człowieka Czynniki środowiskowe wpływające na wydolność człowieka: - ciśnienie baryczne powietrza (P b ), - ciśnienie parcjalne tlenu (PO 2 ) - temperatura powietrza - wilgotność powietrza - promieniowanie słoneczne Kenney i wsp., Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012, str. 311-312
Wpływ środowiska na wydolność człowieka Miami Denver Meksyk turnia Mount Everest Wysokość nad poziomem morza [m] 0 poziom morza 1610 2210 4300 8048 Ciśnienie barometryczne P b [mmhg] % O 2 w powietrzu Ciśnienie parcjalne tlenu w powietrzu PO 2 [mmhg] Typowa temperatura 760 20,93 159 15 631 20,93 132 9 Ryc. 1 Zmienność warunków atmosferycznych wraz z wysokością nad poziomem morza. [Kenney i wsp., 2012] 585 20,93 122-43 2 430 20,93 90-1 253 20,93 53
Wpływ środowiska na wydolność człowieka Hypobaryczneśrodowisko (o niskim ciśnieniu), powyŝej 1500 i więcej m npm. wpływa na obniŝenie zdolności wysiłkowych organizmu, Skład powietrza się nie zmienia wraz z wysokością npm., lecz zmniejsza się ciśnienie parcjalne tlenu, Niskie ciśnienie parcjalne tlenu jest czynnikiem środowiskowym najsilniej ograniczającym wydolność człowieka, Temperatura powietrza obniŝa się wraz ze wzrostem wysokości npm. (1 o C na 150m) i wiąŝe się z niŝszą wilgotnością powietrza. Kenney i wsp., Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012, str. 312
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji Ostre następstwa niedotlenienia 1. Układ krąŝenia: WzmoŜony przepływ krwi poprzez: - zwiększenie częstości skurczów serca (HR), - zwiększenie objętości wyrzutowej serca (VS), - zwiększenie pojemności minutowej serca (CO), - zwiększenie ciśnienia krwi, Wzrost róŝnicy tętniczo-ŝylnej wysycenia krwi tlenem, Mniejsze stęŝenie kwasu mlekowego (ograniczenie produkcji). A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.179
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji Ostre następstwa niedotlenienia 2. Układ oddechowy: wzrost wentylacji płuc szybsza męczliwość mięśni oddechowych spadek pojemności dyfuzyjnej płuc alkaloza oddechowa A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.137
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji Ostre następstwa niedotlenienia 3. Krew: Spadek ilości osocza (odwodnienie) Spadek wysycenia hemoglobiny tlenem A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.179
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji Ostre następstwa niedotlenienia 4. Metabolizm: nasilenie wydzielania katecholamin, wzmoŝony metabolizm, spadek mobilizacji ATP, zmniejszenie powysiłkowego stęŝenia mleczanów, zmniejszenie rezerwy alkalicznej, obniŝenie łaknienia A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.179
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji 1. Układ krąŝenia: nasilona erytropoeza (wzrost hematokrytu o 8%) wzrost stęŝenia hemoglobiny w krwince wzrost stęŝenia epinefryny powrót objętości plazmy do poziomu wyjściowego wzrost objętości krwi A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.179-180.
Adaptacja organizmu do wysiłku w warunkach hipoksji 2. Układ oddechowy: wzrost wysiłkowej wentylacji płuc wzrost maksymalnej wentylacji dowolnej poprawa mechaniki oddychania A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.180..
Adaptacja organizmu do wysiłku w warunkach hipoksji 3. Metabolizm nasilenie metabolizmu węglowodanów (wzrost efektywności produkcji energii z 1L tlenu) wzrost zawartości mioglobiny mięśniowej i aktywności enzymów oddechowych. zmniejszenie przekroju poprzecznego mięśni - hipotrofia mięśniowa (spadek zawartości białek mięśniowych do 13%), poprawa kapilarności mięśni, A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.180..
Fizjologiczna odpowiedź na wysiłek fizyczny w warunkach hipoksji PoniŜej 1500m npm VO2max nie ogranicza zdolności wysiłkowych. PowyŜej 1500m npm następuje spadek VO2max o ok. 11% co 1000m wysokości. Na wysokości 6000m VO2max osiąga tylko 40-50% wartości z poziomu morza. Ronikier A. Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.178. Ryc.2 Zmiany wartości maksymalnego poboru tlenu wraz ze spadkiem ciśnienia barycznego i parcjalnego tlenu [Kenney i wsp., 2012, str. 317].
Sportowa rywalizacja w warunkach hipoksji 1. Osiągnięcia zawodników dyscyplin wytrzymałościowych (opartych na pracy tlenowej np. bieg maratoński) ulegają pogorszeniu na duŝych wysokościach npm. 2. Osiągnięcia zawodników dyscyplin krótkiego czasu (opartych na pracy beztlenowej bieg na 100m, 200m, 400m, skok w dal, trójskok) ulegają poprawie na duŝych wysokościach npm. (olimpiada w Meksyku, 1968) Kenney i wsp., Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012, str. 318-319;
Trening wysokogórski Podział wysokości nad poziomem morza: do 1000 m npm - wysokość mała 1000 2500 m npm wysokośćśrednia ponad 2500 m npm wysokość duŝa Modele treningu: Ŝyć wysoko trenować wysoko śyć nisko- trenować wysoko Ŝyć wysoko-trenować nisko A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.137-139.
Trening wysokogórski Poprawa wydolności anaerobowej wymaga około 2 tygodni treningu wysokogórskiego. Poprawa wydolności tlenowej (wartości VO2max) jest długotrwała (wymaga pobytu ponad rok na wysokości 3500m npm). A. Ronikier Fizjologia wysiłku w sporcie, fizjoterapii i rekreacji, Bibl. Trenera,2008, str.180..
Choroba wysokogórska 1. Ostra choroba wysokogórska (6-48 h. po przybyciu na duŝą wysokość) Ból głowy, Mdłości, Wymioty, Trudności w oddychaniu, Bezsenność Kenney i wsp., Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012, str. 325-327;.
Choroba wysokogórska 2. HAPE (obrzęk płuc) gromadzenie się płynu w płucach - tworzenie skrzepów w naczyniach płucnych, spłycenie oddechu, kaszel, ból klatki piersiowej, wyczerpanie, zaburzenia świadomości. 3. HACE (obrzęk czaszki) gromadzenie się płynu w jamach czaszki zaburzenia i utrata świadomości, zaburzenia chodu, letarg, smierć Kenney i wsp., Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012, str. 325-327;
Człowiek pod wodą Cechy środowiska wodnego: Wysokie ciśnienie hydrostatyczne DuŜe przewodnictwo cieplne Wysiłek fizyczny ma niski współczynnik pracy Zwiększona rozpuszczalność gazów oddechowych w tkankach i rozszerzanie gazów przy wynurzaniu Jaskólski A., Jaskólska A. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka, AWF Wrocław, 2006 str. 237.
Człowiek pod wodą 1. Objętość gazów w organizmie zaleŝy od ciśnienia i temperatury. 2. Ciśnienie wzrasta wraz z głębokością zanurzenia. 3. Po zanurzeniu następuje zmniejszenie objętości płuc: - na głębokości 10m o połowę - przy 40m osiąga wielkość równą objętości zalegającej Jaskólski A., Jaskólska A. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka, AWF Wrocław, 2006 str. 237.
Człowiek pod wodą Dekompresja powolne wynurzanie się z duŝej głębokości. Choroba dekompresyjna uwalnianie gazu w postaci pęcherzyków, które mogą doprowadzić do zatorów naczyń krwionośnych. Jaskólski A, Jaskólska A., Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka. AWF Wrocław 2006, str. 239
Człowiek pod wodą Reakcja organizmu na środowisko wodne: Znaczne zmniejszenie objętości płuc, Zmniejszenie częstości skurczów serca i zwiększenie objętości osocza, Utrata ciepła (hipotermia), Zwiększona rozpuszczalność gazów oddechowych w tkankach i rozszerzanie gazów przy wynurzaniu. Jaskólski A., Jaskólska A. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka, AWF Wrocław, 2006 str. 237.
Bibliografia Czarkowska-Pączek B., Przybylski J. Zarys fizjologii wysiłku fizycznego, Wyd. Med., Wrocław, 2006 [POZYCJA KSIĄśKOWA] Górski J. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. PZWL, Warszawa [POZYCJA KSIĄśKOWA] Jaskólski A., Jaskólska A. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka, AWF Wrocław, 2006 [POZYCJA KSIĄśKOWA] Kenney W.L., Wilmore J.H., Costill D.L. Physiology of sport and exercise, Human Kinetics, 2012 [POZYCJA KSIĄśKOWA] Ronikier A. Fizjologia wysiłku w sporcie, fizfoterapii i rekreacji. Biblioteka Trenera, Warszawa, 2008 [POZYCJA KSIĄśKOWA]