Fizjologia człowieka

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 10 Czynność układu krąŝenia podczas wysiłku fizycznego

CZYNNOŚĆ UKŁADU KRĄśENIA PODCZAS WYSIŁKU FIZYCZNEGO Dostarczanie tlenu do pracujących mięśni i usuwanie z organizmu dwutlenku węgla powstającego w czasie procesów utleniania jest moŝliwe dzięki jednoczesnemu nasileniu funkcji układu oddechowego i układu krąŝenia. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Reakcja układu krąŝenia na wysiłki dynamiczne Rola układu krąŝenia w czasie wysiłków nie ogranicza się do transportu tlenu i dwutlenku węgla: 1)Krew zaopatruje takŝe mięśnie pracujące w substraty energetyczne, takie jak glukoza i wolne kwasy tłuszczowe lub aminokwasy, K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Reakcja układu krąŝenia na wysiłki dynamiczne 2) przenosi hormony z miejsc ich wydzielania do róŝnych tkanek, 3) usuwa z mięśni produkty przemiany materii, takie jak kwas mlekowy oraz ciepło powstające w czasie tych przemian. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Reakcja układu krąŝenia na wysiłki dynamiczne Kluczowe znaczenie w reakcji układu krąŝenia na wysiłki ma: zwiększenie przepływu krwi przez mięśnie, płuca i skórę. Zmiany te są wynikiem wzrostu tempa przepływu krwi przez cały układ krąŝenia. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Objętość minutowa serca (Q) Objętość minutowa serca - (cardiac output, Q) podczas wysiłku dynamicznego zwiększa się proporcjonalnie do zapotrzebowania na tlen (intensywności wysiłku). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.222

Zmiany czynności serca podczas wysiłku o wzrastającym obciąŝeniu u męŝczyzny (kółka pełne) i kobiety w wieku 20 lat. Po lewej stronie obciąŝenia wyraŝone w wartościach absolutnych (W), a po prawej stronie obciąŝenia względne (% maksymalnego pobierania tlenu). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.220

Częstość skurczów serca (heart rate, HR) HR najłatwiejszy wskaźnik do zmierzenia i zarejestrowania układu krąŝenia na wysiłek. Zwiększenie HR następuje niemal natychmiast po rozpoczęciu pracy i po upływie 2 5 min stabilizuje się na poziomie odpowiadającym intensywności pracy lub osiąga swoją maksymalną wartość (HR max). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.221

Maksymalna częstość skurczów serca (HR max) PrzybliŜoną wartość HR max moŝna obliczyć na podstawie równania : K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.221

Częstość skurczów serca podczas wysiłków wykonywanych za pomocą kończyn dolnych (kółka pełne) i górnych (kółka puste) przy takim samym pobieraniu tlenu. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.220

Objętość wyrzutowa serca (SV) SV - ilość krwi wtłaczanej przez jedną z komór serca do odpowiedniego zbiornika tętniczego w czasie pojedynczego skurczu serca. Wzrostowi objętości wyrzutowej towarzyszy wzrost frakcji wyrzutowej(z ok. 60% do 85% podczas wysiłków maksymalnych). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.222

Frakcja Wyrzutowa Frakcja wyrzutowa, czyli stosunek objętości wyrzutowej serca do całkowitej objętości krwi w lewej komorze serca w końcowej fazie rozkurczu, zaleŝy od siły i szybkości skurczu mięśnia sercowego, jest więc wskaźnikiem jego kurczliwości. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.222

Maksymalna objętość wyrzutowa serca(sv max) Maksymalna objętość wyrzutowa serca zaleŝy od objętości serca, siły i szybkości jego skurczów (kurczliwości) oraz dopływu krwi do serca i ciśnienia w aorcie. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.222

Zmiany czynności serca podczas wysiłku o wzrastającym obciąŝeniu u męŝczyzny (kółka pełne) i kobiety w wieku 20 lat. Po lewej stronie obciąŝenia wyraŝone w wartościach absolutnych (W), a po prawej stronie obciąŝenia względne (% maksymalnego pobierania tlenu). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Zmiany dystrybucji przepływu krwi w organizmie Podczas wysiłku są wynikiem działania czynników powodujących rozszerzenie lub zwęŝenie tętniczek doprowadzających krew do poszczególnych narządów oraz zwieraczy przed włośniczkowych. Największy wzrost przepływu krwi w czasie wysiłku występuje w pracujących mięśniach szkieletowych. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.222-223

Przepływ krwi przez mięśnie szkieletowe Przepływ krwi przez mięśnie szkieletowe w spoczynku wynosi 30-50 ml, a podczas cięŝkich wysiłków moŝe przekraczać 1000 ml. Wzrost ten jest spowodowany zwiększeniem pojemności minutowej serca i jednocześnie rozszerzeniem tętniczek i zwieraczy przed włośniczkowych w mięśniach. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.223

Przepływ krwi przez tętnice wieńcowe serca Przepływ krwi przez tętnice wieńcowe serca wzrasta proporcjonalnie do zapotrzebowania mięśnia sercowego na tlen, które rośnie wraz ze wzrostem HR, ciśnienia tętniczego i kurczliwości serca. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.223

Przepływ krwi przez skórę W czasie wysiłku ma waŝne znaczenie w termoregulacji, poniewaŝ ułatwia usuwanie ciepła z organizmu. Rozszerzenie tętniczek w skórze poprzedza jednak faza krótkotrwałego ich zwęŝenia na początku wysiłku. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.223-224

Przepływ krwi przez skórę W miarę wzrostu intensywności pracy przepływ skórny wzrasta aŝ do poziomu obciąŝenia ok. 60-70% VO2max, po czym następuje ponownie skurcz tętniczek w skórze i tendencja do zmniejszenia przepływu. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.223-224

Stan równowagi czynnościowej Stan równowagi czynnościowej charakteryzujący się stabilizacją wskaźników funkcji układu krąŝenia na poziomie odpowiadającym zapotrzebowaniu tlenowemu utrzymuje się podczas długotrwałych wysiłków tylko przy niskiej ich intensywności. Podczas wysiłków o średniej i duŝej intensywności obserwuje się stopniowe zwiększanie się HR w miarę kontynuowania pracy przy jednoczesnym obniŝaniu się objętości wyrzutowej serca i zwiększaniu się przepływu skórnego K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.225

Reakcja układu krąŝenia na wysiłki statyczne W czasie wysiłku statycznego dochodzi do ucisku na naczynia krwionośne przez napięte mięśnie. Powoduje to zamknięcie odpływu krwi Ŝylnej z mięśni nawet przy stosunkowo niewielkich obciąŝeniach (25-30% siły maksymalnej), a przy zaangaŝowaniu duŝej siły - zahamowanie lub nawet całkowite zamknięcie dopływu krwi tętniczej (> 60-70% siły maksymalnej). K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.219

Zmiany częstości skurczów serca i ciśnienia tętniczego podczas wysiłku statycznego zginaczy palców ręki (zaciśnięcie dłoni na uchwycie dynamometru ręcznego) z siłą 30, 40 i 50% siły maksymalnego skurczu dowolnego. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.228

Reguła Ficka ZaleŜność między tempem pobierania tlenu przez organizm (VO2), całkowitym przepływem krwi (objętością minutową serca, Q) i układową róŝnicą tętniczo-ŝylną w zawartości tlenu (AVD) VO2 = Q x AVD K. Birch, D. MacLaren, K. George [2009]. Krótkie wykłady Fizjologia Sportu. PWN, str.99

Mechanizmy fizjologiczne reakcji układu krąŝenia na wysiłki 1) zmiany aktywności unerwienia autonomicznego serca i naczyń krwionośnych oraz działanie hormonów, takich jak krąŝące we krwi aminy katecholowe, angiotensyna II, kortyzol i Wazopresyna, K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.225-226

Mechanizmy fizjologiczne reakcji układu krąŝenia na wysiłki 2) oddziaływanie mechaniczne na naczynia Ŝylne tzw. pompy mięśniowej i pompy oddechowej powodujące zwiększenie dopływu krwi do serca 3) działanie czynników miejscowych na naczynia krwionośne w róŝnych narządach. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.225-226

Wpływ treningu na układ krąŝenia K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.230

Mechanizmy fizjologiczne zmian treningowych w czynności układu krąŝenia Zwiększenie objętości i masy serca oraz zwolnienie jego czynności w spoczynku stanowią podstawowe cechy tzw. serca sportowca. Przyczyną zwiększania się objętości serca pod wpływem treningu jest zwiększenie grubości mięśnia sercowego i powiększenie jam serca K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.231-232

Schemat przerostu treningowego serca. K. Nazar[2001] Czynności układu krąŝenia podczas wysiłku.[w;] j. Górski.Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego. PZWL, str.232

Bibliografia: Fizjologiczne podstawy Wysiłku fizycznego J. Górski, 2001 Krótkie wykłady Fizjologia Sportu K. Birch, D. MacLaren, K. George