ZAKRES PYTAN NA KOLOKWIUM Z SEMESTRU IV Z FIZJOLOGII CZŁOWIEKA DLA STUDENTÓW ZAOCZNYCH

1. Przedstaw fizjologiczną klasyfikację wysiłków fizycznych.

WYSIŁEK FIZYCZNY - to praca mięśni szkieletowych wraz z całym zespołem towarzyszących jej czynnościowych zmian w organizmie.

* Ze względu na rodzaj skurczu:

- dynamiczne (skurcze izotoniczne-piłka nożna, gry zespołowe): - cykliczne

- acykliczne

- statyczne (skurcze izometryczne- podnoszenie ciężarów)

* Ze względu na czas trwania:

- krótkotrwałe- kilkanaście minut

- średniej długości- trwające od kilkunastu minut do 30 -60 min.

- długotrwałe- ponad 60 min

* Ze względu na obciążenie:

- względne - submax, max, supramax wyrażone w % VO2max.

- bezwzględne - wyrażone w jednostkach mocy (W), pracy (J).

* Ze względu na wielkość grup mięśniowych:

- lokalne: do 30% całkowitej masy ciała

- ogólne: powyżej 30% całkowitej masy ciała

* Ze względu na źródła energii:

- tlenowe

- beztlenowe

2. Wydolność fizyczna (definicja) oraz czynniki determinujące wydolność tlenową

(aerobową) i beztlenową (anaerobową).

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA- to potencjalne możliwości (zdolności):

- do ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych, wykonywanych z udziałem dużych

grup mięśniowych

- bez szybko narastającego zmęczenia i warunkujących jego rozwój zmian w środowisku

wewnętrznym organizmu

- przy dużej tolerancji zmian zmęczeniowych i zdolności do szybkiej ich likwidacji

Rzeczywistą miara wydolności jest czas kontynuowania określonego wysiłku fizycznego czyli wytrzymałość.

WYDOLNOŚĆ TLENOWA (AEROBOWA)- która określa maksymalne zużycie ilości tlenu podczas wysiłku fizycznego. Składa się na nią sprawność przebiegu oddychania zew. i wew. oraz termoregulacja. Jest to zdolność do wysiłków długotrwałych.

WYDOLNOŚC BEZTLENOWA (ANAEROBOWA)- oznaczająca największą ilość pracy mechanicznej wykonywanej podczas wysiłku krótkiego o maksymalnej intensywności (trwającej 30-60s) i zależy od sprawności mechanizmów aktywujących proces glikolizy, która staje się głównym procesem dostarczającym energii do skurczów mięśni zatem występuje tutaj przewaga procesów beztlenowych.

Wydolność tlenowa zależy od:

I. potencjału energetycznego tlenowego (wydolność tlenowa)

- wentylacje płuc i pojemność dyfuzyjna płuc

- pojemność tlenowa krwi (zwiększa się wraz z treningiem)

- pojemność minutowa serca- przerost mięśnia, serce sportowca

- ilość krwi krążącej

- dyfuzja tlenu przez tkanki

- sprawność współdziałających mechanizmów neurohormonalnych

- rezerwy energetyczne ogólnoustrojowe i narządowe

II. potencjału energetycznego beztlenowego (wydolność beztlenowa)

- aktywność enzymów oddechowych i glikolitycznych

- pojemność buforowa krwi

- poziom wysokoenergetycznych związków fosforowych i glikogenu w mięśniach (im więcej glikogenu tym lepiej)

III. stan fizyczny

- wytrzymałość, siła, szybkość

IV. wiek, płeć, wzrost, ciężar ciała

3. Źródła energii do pracy mięśniowej w wysiłkach fizycznych o różnej intensywności i

czasie trwania.

Bezpośrednim źródłem energii jest ATP. Jego poziom w mięśniach jest niski, rzędu 3-4 mmol/kg. Ta ilość wystarczy na kilka sekund pracy mięśnia. Pracę można kontynuować jeżeli resynteza ATP będzie taka szybka jak proces rozkładu podczas pracy. Substratami energetycznymi wykorzystywanymi przez mięśnie do resyntezy ATP są: fosfokreatyna, glikogen mięśniowy, glukoza z krwi, ketokwasy, aminokwasy.

Intensywność:

* wysiłek trwający 10 sekund (submaxymalny i maxymalny):

- rozkład fosfokreatyna, której zasoby wystarczają na 4-5 sekund

- włączenie się procesów glikolizy beztlenowej (glukoza, glikogen mięśniowy)

* wysiłek trwający od 10-30 sekund (maxymalny)- w trakcie intensywności wysiłku zasoby ATP i fosfokreatyna zwiększają się:

- podstawowym procesem jest glikoliza beztlenowa (proces przemiany glikogenu mięśniowego w kwas mlekowy)

- fosfokreatyna wystarcza na około 5 sek., mocne zakwaszenie, działanie zasad buforowych krwi

* wysiłek trwający od 30 sek. do 10-15 min. (submaxymalne):

- największe zakwaszenie; w ciągu 3-4 min. deficyt O₂ i praca odbywa się dzięki procesom anaerobowym (fosfokreatyna, glikoliza beztlenowa), później dominuje glikoza tlenowa (glukoza z krwi, glikogen mięśniowy i wątrobowy spalany do CO₂ i H₂O); WKT i LA (spalanie głównie w mięśniach i sercu) wychwytywane z krwi ulegają spaleniu.

* wysiłek trwający od 15-60 min. (submaxymalne)- udział procesów beztlenowych w tworzeniu energii nie przekracza 10% glikogen pokrywa zapotrzebowanie energii tylko w 30%, glukoza w miarę wydłużania czasu pracy zwiększa się stopniowo osiągając wartość ok.40-50%.

Podczas wysiłków metabolizowany jest glikogen wątrobowy, mięśniowy, glukoza. Zwiększa się WTK w wytwarzaniu energii- udział ok. 30-40%.

* wysiłki trwające ponad 60 min.- w wysiłkach długotrwałych zapotrzebowanie na energię pokrywane jest w całości z procesów tlenowych. Głównym substratem są WKT, których udział wzrasta z czasem wysiłku, glukoza i glikogen mięśniowy i wątrobowy. Zwiększa się rozpad białek wątroby a aminokwasy zużywane są jako substrat energetyczny.

*wysiłki statyczne- podstawowe substraty do resyntezy ATP to: fosfokreatyna i glikogen mięśniowy.

4. Opisz rolę krwi, płuc i nerki w utrzymywaniu równowagi kwasowo-zasadowej.

Rola płuc w utrzymywaniu równowagi kwasowo-zasadowej.

Doraźnie przez zmianę wentylacji płucnej a trwale przez zmianę wydalania jonu wodorowego i wodorowęglanów przez nerki aby oczyścić ustrój. Krew ciągle zmierza do stanu równowagi kwasowo-zasadowej. Układ buforowy CO₂ (HCO₃)- stanowi około 53% pojemności buforowej pełnej krwi na co składa się w 35% aktywność buforu w osoczu a w 18% w erytrocytach. Płyn wewnątrzkomórkowy zawiera CO₂ w stężeniu jak we krwi żylnej oraz wodorowęglany w stężeniu ok.10-12 mmol*^1-1. W erytrocytach stężenie HCO³ wynosi ok.5-6 mmol*1^-1 .

Rola płuc:

- w spoczynku 1l osocza: HCO₃=24 mmol/l

pCO₃=5,32 kPa (1,2 mmol/l)

pH=6,1 + log =7,4

- po wysiłku fizycznym (powstaje 10 mmol kwasu mlekowego). Kwas mlekowy w naturalnej postaci nie występuje od razu rozpada się na mleczan i H⁺ czyli powstaje 10 mmol.

HCO₃ + H⁺=H₂CO₃ = H₂O+CO₂ (wydychamy) pH=7,17 zakwaszenie

Równowaga kwasowa-zasadowa zależy od właściwości buforowych krwi. Buforu wodorowęglanowego, buforu fosforanowego, białka osocza, krwinek czerwonych, białka osocza pełnią różne funkcje. Od nich zależy równowaga kwasowa-zasadowa, ciśnienie osmotyczne, lepkość osocza, obronność organizmu. Fibrynogen bierze udział w krzepnięciu krwi. Osocze pozbawione fibrynogenu nosi nazwę surowicy.

Narządem odpowiedzialnym za regulację kwasowo-zasadową są nerki. Rola ich polega na wydalaniu jonów wodorowych w postaci związanej w fosforanie jednosodowym oraz w postaci soli amonowych oraz na wchłanianiu zwrotnym dwuwęglanów z przesącza kłębkowego w kanaliku bliższym. Nerkowe mechanizm regulacji pH, w porównaniu z buforem dwuwęglany/kwas węglowy, działają z opóźnieniem, są jednak bardzo skuteczne. Wydalanie jonów wodoru do kanalików jest przyczyną kwaśnego odczynu moczu. Wchłanianie zwrotne HCO₃ odbywa się w kanaliku krętym bliższym. Jony HCO₃ wchłaniane są całkowicie przy prawidłowym stężeniu w osoczu. Spadek stężenia CO₂ obniża, a wzrost nasila wchłanianie zwrotne HCO₃. Nadmiar dwuwęglanów przechodzi do moczu ostatecznego i jest wydalany z organizmu. W kanaliku krętym bliższym jony H⁺ i jony HCO₃ są w równowadze z kwasem węglowym. Kwas węglowy rozkłada się na wodę i CO₂ . CO₂ wchodzi do komórek kanalika Jony HCO₃ przechodzą do naczyń włosowatych okołokanalikowych, a jony wodoru- do światła kanalika, na wymianę z jonami sodu. Tylko cześć jonów wodoru wydalana jest w formie wolnej, dlatego mocz nie ulega nadmiernemu zakwaszeniu. Jony wodorowe są wychwytywane przez bufor fosforanowy. Miarą ilości związanych w ten sposób jonów wodoru jest tak zwana kwaśność miareczkowa. Jon wodorowy może być też wydalany w połączeniu z amoniakiem. Amoniak, powstający w komórkach kanalików z aminokwasów takich jak glicyna, alanina i kwas glutaminowy, dyfunduje do światła kanalików i łączy się z jonem wodoru. Utworzony w ten sposób jon amonowy wydalany jest w postaci soli. Oszczędzanie dwuwęglanów, wzmożone wydalanie kwaśności miareczkowej i wzrost produkcji amoniaku w nerkach należą do mechanizmów wyrównujących kwasicę. Mechanizmy te nie działają natychmiast, lecz po upływie co najmniej jednej doby. Kwasica towarzyszy przesunięciu jonów potasu z komórek do płynu pozakomórkowego. Zasadowica przebiega ze spadkiem stężenia potasu we krwi.

5. Scharakteryzuj podłoże fizjologiczne zmęczenia ośrodkowego i obwodowego.

ZMĘCZENIE OŚRODKOWE- czyli zmiany zmęczeniowe (zaburzenia funkcji organizmu) towarzyszące pracy fizycznej a pojawiające się na poziomie ośrodkowego układu nerwowego. Zmęczenie to przebiega na poziomie trzech etapów.

1. Procesy czynnie ograniczające zdolność kontynuowania wysiłku fizycznego lub podnoszenie jego intensywności - zabezpieczające nasz organizm przed nadmiernym obciążeniem.

* Zwiększenie odczucia ciężkości wykonywanej pracy i zmniejszenie tym samym motywacji do jej kontynuowania lub podnoszenia jej intensywności

* Składają się na to następujące przyczyny: wzrost ilości wolnych jonów wodorowych [H⁺], bóle mięśniowe (wzrost W, wyczerpywanie glikogenu), wzrost temperatury mózgu, wzrost osmoralności płynów, duszności oddechowe, dyskomfort związany z poceniem się i wysychaniem błon śluzowych jamy ustnej.

2. Zmniejszenie sprawności niektórych funkcji ośrodkowego układu nerwowego w następstwie zmian poziomu aktywacji tego układu.

r- podjęcie wysiłku fizycznego podnosi poziom aktywacji OUN co, prowadzi początkowo do poprawy sprawności niektórych funkcji ośrodkowego układu nerwowego.

* Jeżeli wzrost aktywności OUN przekroczy jednak optimum to sprawność jego funkcji niestety zaczyna spadać.

* Efektem tego jest: zmniejszenie kontroli ruchów, spadek możliwości koncentracji uwagi i kojarzenia, spadek zdolności zapamiętywania, zmniejszenie percepcji bodźców.

* Wiele z powyższych objawów przypisywane jest zwiększonej ilości neurotransmitera w mózgu, która pochodzi z przemian tryptofanu - który łatwiej przechodzi przez barierę krew-mózg w czasie wysiłku fizycznego (spowodowane jest to zmniejszeniem ilości aminokwasów rozgałęzionych i zwolnieniem miejsca `na transporterze').

3. Rozległe upośledzenie sprawności funkcji ośrodkowego układu nerwowego w następstwie zaburzeń homeostazy.

* Hipoglikemia

* Kwasica metaboliczna

* Odwodnienie i przesunięcia jonowe

* To wszystko może powodować: ogólne osłabienie, nudności, zblednięcie powłok skórnych, drgawki, utratę świadomości itp.

ZMĘCZENIE OBWODOWE- czyli zmiany zmęczeniowe (zaburzenia funkcji organizmu) towarzyszące pracy fizycznej a pojawiające się na poziomie płytki nerwowo-mięśniowej i komórki mięśniowej.

Wszystkie zmiany dotyczą następujących poziomów:

1. Upośledzenie mechanizmów pobudzenia komórek

2. Upośledzenie sprzężenia elektro-mechanicznego

3. Upośledzenie funkcji aparatu kurczliwego

4. Wyczerpywanie zapasów energetycznych

Przyczyny zmęczenia obwodowego w pracy maksymalnej:

* Zmniejszenie siły i szybkości skurczu spowodowane zastępowaniem jednostek motorycznych FT przez ST

* Zmniejszenie częstości pobudzeń:

a) upośledzenie transmisji nerwowo-mięśniowej

b) hamowanie tempa wytwarzania impulsów przez motoneurony.

* Zmiany (przesunięcia) jonowe - K⁺ ucieka z komórek

* Zmiany strukturalne w błonach komórkowych, będące wynikiem uszkodzeń wolnorodnikowych i uszkodzeń mechanicznych włókien mięśniowych

* Ubytek ATP, fosfokreatyny, zaburzenie stosunku ATP/ADP powoduje obniżenie aktywności ATP-az

* Wzrost ilości wolnych jonów wodorowych [H⁺] w wyniku zakwaszenia powoduje:

a) upośledzenie mechanizmów rozprzestrzeniania się pobudzenia wzdłuż włókien

mięśniowych

b) upośledzenie uwalniania jonów wapnia [Ca²⁺] z siateczki sarkoplazmatycznej

c) konkurowanie o miejsce przyłączenia się do troponiny C na niciach aktynowych

d) hamowanie kluczowych enzymów glikolizy (heksokinazy i fosfofruktokinazy) co powoduje

spadek tempa glikolizy

Przyczyny zmęczenia obwodowego w pracy długotrwałej:

* Wzrost temperatury ciała i znaczne nasilenie procesu termoregulacji

* Odwodnienie i związane z tym zmiany uwodnienia organizmu i przesunięcie jonowe

* Obrzmienie mitochondriów a nawet ich zniszczenie

* Wyczerpywanie zasobów glikogenu

6. Przedstaw graficzne zmiany Q, SV, HR, BP, A-Vd, VE w zależności od obciążenia

względnego i bezwzględnego.

Q- pojemność minutowa serca SV- pojemność wyrzutowa serca

W spoczynku - 5-5,4 l/min w spoczynku- 70-80 ml

Max - 25-28 l/min. max - 120 ml

HR- częstość skurczów serca BP- ciśnienie tętnicze

W spoczynku- 72-80 sk/min w spoczynku- 120/80 mmHg

Max - 200-220 sk/min max - 190/50 mmHg

AVd- różnica tętniczo-żylna VE- wentylacja minutowa płuc

(wysycenie krwi tlenem)

W spoczynku- 6-9% w spoczynku- 8 l/min.

Max - 16-19% max - 80-120/150

7. Próby czynnościowe stosowane do oceny wydolności tlenowej i beztlenowej.

WYDOLNOŚĆI TLENOWEJ:

* Pomiar VO_2max metodą pośrednią wg. Astranda i Rytming polega na wyznaczeniu max

poboru tlenu z nomogramu uwzględniającego:

- zależność wprost proporcjonalną: im wyższe obciążenie tym wyższa częstości tętna

- zależność odwrotnie proporcjonalną: im niższa wartość częstości tętna w wysiłku

submaxymalnym tym wyższe VO_2max

* Pomiar VO_2max metoda bezpośrednią polega na wykonaniu wysiłku o narastającej

intensywności do odmowy kontynuowania pracy przy użyciu analizatora gazów

oddechowych oraz bieżni mechanicznej lub ergometru rowerowego.

* Pomiar AT (próg przemian anaerobowych) metodą nieinwazyjną:

- pomiar wentylacji płuc w zależności od obciążenia

- pomiar współczynnika oddechowego RQ=1 w wysiłku w zależności od obciążenia

* Pomiar AT metoda inwazyjną:

- oparta na określeniu zmian stężenia kwasu mlekowego we krwi i wyznaczeniu obciążenia

przy 4mmol/l (LA)

* Test PWC₁₇₀ - jest stosowany do oceny wydolności fizycznej ogólnej badanych na

podstawie wielkości obciążenia jakie on uzyskuje przy częstości skurczów serca 170

ud./min. Większa wartość tego obciążenia określa wyższe możliwości wysiłkowe u

badanych.

*test Coopera- polega na najdłuższym przebiegnięciu dystansu mierzonego w metrach w czasie 12 minut. Wyższa wartość tego testu mówi o większych możliwościach wysiłkowych badanego.

WYDOLNOŚĆI BEZTLENOWEJ:

* Wingate test- test określający:

- wydolność beztlenową: ilość wykonywanej pracy podczas wysiłku dynamicznego

trwającego 30 s (J)

- max moc beztlenową - najwyższa moc uzyskana w wysiłku dynamicznym (W)

- czas uzyskiwania max mocy (s)

- czas utrzymywania max mocy (s)

Test wykonujemy na ergometrze rowerowym w wersji: 30s, 15s, 20s, 40s.

* Próby terenowe:

- bieg na 10, 20, 30, 40m oraz bieg wahadłowy 150m (do 5m - powrót, do 10m powrót, do

15m - powrót,… 150m)

- bieg crossowy 103m - tętno 220 ud/min

8. Opisz wpływ powrotu żylnego krwi na czynność mięśnia sercowego w spoczynku, pracy fizycznej statycznej i dynamicznej.

Objętość wyrzutowa serca SV- to ilość krwi jaką tłoczy jedna z komórek serca do odpowiedniego zbiornika tętniczego podczas jednego cyklu pracy serca(skurczu). W spoczynku SV średnio wynosi 70-80ml. O wielkości SV decydują 3 główne czynniki:

- obciążenie wstępne czyli siła z jaką napływa krew rozciąga ściany komory tuż przed jej skurczem(powrót żylny). Im bardziej rozciągnięte są ściany serca (większe wypełnienie krwią) tym bardziej efektywny i dynamiczny jest wyrzut serca (prawo Starlinga). Prawo to ukazuje bezwzględną zależność między napływem krwi do serca tj. wartością powrotu żylnego a jego kurczliwością. Wynika z niego, że gdyby nie nastąpiło wypełnienie serca krwią to nie byłoby skurczu.

Objętość minutowa serca podczas wysiłku dynamicznego zwiększa się proporcjonalnie do zapotrzebowania na tlen, zachodzi zwiększenie częstotliwości skurczów i objętości wyrzutowej serca.

Duży wzrost ciśnienia tętniczego jest charakterystyczne dla wysiłków statycznych. Przyczyny wzrostu ciśnienia to:

- wzrost objętości minutowej serca przy braku zmian lub wzroście obwodowego oporu naczyniowego spowodowane uciskiem napiętych mięśni na naczynia krwionośne.

Zahamowanie krwi żylnej i niedokrwienie pracującego mięśnia powoduje gromadzenie się substancji stymulujących te receptory. Wzrost objętości minutowej serca w czasie wysiłku statycznego zależy wyłącznie od wzrostu częstości skurczów serca (HR) ponieważ objętość wyrzutowa nie zmienia się lub nawet zmniejsza. Zmniejszenie objętości wyrzutowej spowodowane jest wzrostem ciśnienia w aorcie.

Reakcja na wysiłki statyczne nie wykazuje zależności od zapotrzebowania na tlen. Charakteryzuje się dużym wzrostem ciśnienia skurczowego i rozkurczowego oraz umiarkowanym wzrostem częstości skurczów serca i objętości minutowej serca. Całkowity opór obwodowy nie zmienia się lub wzrasta, reakcja układu krążenia na wysiłki statyczne zależy od siły skurczu mięsni wyrażonej w procentach siły maxymalnej.

9. Co to jest AT (definicja i metody wyznaczania) oraz opisz jego rolę diagnostyczną w ocenie wydolności i doborze obciążeń treningowych.

AT (próg przemian anaerobowych-próg beztlenowy)- wielkość obciążenia wysiłkowego przy którym procesy beztlenowe dominują nad procesami tlenowymi w uwalnianiu energii do pracy mięśni (moment rozpoczęcia produkcji kwasu mlekowego przez mięśnie)

* Pomiar AT metodą nieinwazyjną:

- pomiar wentylacji płuc w zależności od obciążenia

- pomiar współczynnika oddechowego RQ=1 w wysiłku w zależności od obciążenia

* Pomiar AT metoda inwazyjną:

- oparta na określeniu zmian stężenia kwasu mlekowego we krwi i wyznaczeniu obciążenia

przy 4mmol/l (LA)

Wyjściowe obciążenie jest na poziomie indywidualnego progu przemian anaerobowych.

Wielkość progu mleczajowego wyraża się w jednostkach mocy, pobieranie tlenu przez organizm, HR lub % VO_2max. Próg mleczanowy u osób wytrenowanych wynosi przeciętnie 50-60% VO_2max. Odpowiada to obciążeniu, przy którym istotnie zwiększa się udział procesów beztlenowych (glikolizy), pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego pracujących mięsni.

Badania wykazały ścisłą zależność pomiędzy wysokością progu mleczanowego a zdolnością do wykonywania długotrwałego intensywnego wysiłku fizycznego, pojemnością tlenową mięśni szkieletowych i procentową zawartością włókien wolnokurczliwych-ST oraz gęstością naczyń włosowatych mięśni. W świetle tych danych uznano próg mleczanowy za ważny, specyficzny wskaźnik oceny poziomu wytrzymałości. Próg mleczanowy jest więc wskaźnikiem szczególnie przydatnym do oceny skuteczności treningu wytrzymałościowego. Zwłaszcza u ludzi dobrze wytrenowanych podwyższenie progu mleczanowego jest przede wszystkim wyrazem zwiększenia progu aerobowego mięśni.

10. Pułap tlenowy (VO2max) - definicja, jednostki przedstawiania, czynniki determinujące jego wartość, metody pomiaru.

VO_2max- (maxymalny pobór tlenu) to największa ilość tlenu jaką zużywa organizm w ciągu jednej minuty.

Poziom VO_2max wyrażany jest w następujących jednostkach:

- litr O₂ na minutę (l-min^-1)lub mililitr na minutę (ml-min^-1)

- mlO₂/kg masy ciała^-1/min^-1

W niektórych eksperymentach max. pobór tlenu wyrażany jest:

- mililitr O₂ na kg beztłuszczowej masy ciała na minutę

- mililitr O₂ na kg aktywnej masy mięśniowej na minutę (ml/kg nm^-1/min^-1)

Czynniki warunkujące VO_2max:

* czynniki związane z funkcjonowaniem układu oddechowego:

- wentylacja minutowa płuc

- stosunek wentylacji pęcherzykowej do perfuzji

* czynniki związane z krążenie:

- objętość minutowa serca (częstość skurczów serca-objętość wyrzutowa)

- stężenie hemoglobiny we krwi

- powinowactwo tlenu do hemoglobiny

- tętnicze ciśnienie krwi

* czynniki związane z przepływem mięśniowym:

- dyfuzja tlenu do mitochondriów

* czynniki związane z metabolizmem mięśniowym:

- gęstość mitochondriów w mięśniu- masa mięśni i ytp włókien mięśniowych

- aktywność enzymów oksydacyjnych komórkach mięśniowych

- dostarczenie substratów energetycznych do komórek mięśniowych

Metody pomiaru VO_2max:

* metodą pośrednią wg. Astranda i Rytming polega na wyznaczeniu max poboru tlenu z nomogramu uwzględniającego:

- zależność wprost proporcjonalną: im wyższe obciążenie tym wyższa częstości tętna

- zależność odwrotnie proporcjonalną: im niższa wartość częstości tętna w wysiłku

submaxymalnym tym wyższe VO_2max

* metoda bezpośrednią polega na wykonaniu wysiłku o narastającej intensywności

do odmowy kontynuowania pracy przy użyciu analizatora gazów oddechowych

oraz bieżni mechanicznej lub ergometru rowerowego.

11. Zawodnik o pułapie tlenowym 4l/min wykonuje 10 min prace fizyczną o intensywności 60% VO2max. Przedstaw na wykresie jego zużycie tlenu w spoczynku, podczas pracy oraz wypoczynku. Zaznacz także deficyt tlenu, stan stabilizacji czynnościowej i EPOC oraz zdefiniuj te pojęcia.

VO_2max=4 l/min=100% 100%-4l/min.

t=10 min. 60%-x

inten.= 60% VO_2max x= 4*6/100=2,4

Zużycie O₂ w spoczynku - 0,3 lO₂/min

Zużycie O₂ nie wolno ciągnąć od zera, bo organizm w spoczynku też pobiera tlen.

Deficyt O₂- niedobór tlenu w stosunku do zapotrzebowania na tlen występuje na początku każdej pracy fizycznej, niezależnie od jej intensywności jest spowodowany czasem jak potrzebują układ oddechowy i krążenia, aby przystosować swoje parametry od zwiększonego poboru i transportu tlenu. W okresie tym niedobory tlenu kompensowane są przez zwiększone zużycie substratów energetycznych w procesach beztlenowych. Deficyt rozpoczyna się w momencie podjęcia pracy.

Stabilizacja funkcjonalna (czynnościowa)- stan charakteryzujący się stałym poborem i zużyciem tlenu dokładnie na poziomie zapotrzebowania. W okresie tym większość parametrów ulega stabilizacji, a ilość produkowanego CO₂ jest równa ilości jego wydalania.

EPOC (dług tlenowy)- tj. zwiększony pobór i zużycie tlenu w stosunku do wartości przedwysyłkowych, występujący po zakończeniu pracy fizycznej. Jego wielkość zależy od:

- wielkości deficytu

- intensywności czasu trwania wysiłku

Nadmiar pobieranego tlenu jest niezbędny do odbudowy substratów energetycznych w postaci fosfagenów oraz glikogenu a także do usuwania końcowych produktów przemiany materii.

12. Przedstaw zmiany zachodzące w układzie krążenia spowodowane wysiłkiem fizycznym, na przykładzie 5 dowolnych parametrów.

w spoczynku podczas wysiłku

HR (częstość skurczów serca)- 70-80 (sk/min) 200-220 (sk/min)

BP (ciśnienie tętnicze)- 120/80 mmHg 200/50 mmHg

Q (pojemność minutowa serca)- 5,4 (l/min) 25-28 (l/min)

SV (objętość wyrzutowa serca)- 70-80 (ml) 120 (ml)

AVd (wysycenie krwi tlenem) 4-5ml O₂/100 ml krwi 16,1 K 18,9-19,2 M

13. Przedstaw zmiany zachodzące w układzie oddechowym spowodowane wysiłkiem

fizycznym, na przykładzie 5 dowolnych parametrów.

w spoczynku podczas wysiłku

VE (wentylacja minutowa płuc)- 6-8 (l/min) 120-140 (u trenuj.nawet 200)

BF (rytm oddechowy)- 16 (oddech./min) 40-50 (oddech./min)

TV (głębokość oddechowa)- 500 ml powietrza 2-3 l

RQ (współczynnik oddechowy) < 1 1,4- 1,6

VC (pojemność życiowa płuc) 3-5 l 0,2-0,4 l

14. Zjawisko hiperwentylacji podczas wysiłków fizycznych (przyczyny i skutki).

HIPERWENTYLACJA- to oddychanie zbyt głębokie i intensywne, za duże w stosunku do chwilowego zapotrzebowania organizmu na tlen i dwutlenek węgla. Jest to stan zwiększonej ponad potrzebę wentylacji pęcherzykowej.

Przyczyną hiperwentylacji jest chęć przedłużenia bezdechu np. w pływaniu stylem klasycznym pozwala ona na przedłużone pływanie pod wodą.

Skutki hiperwentylacji:

- hiperwentylacji prowadzi do obniżenia P_CO2 w powietrzu pęcherzykowym i krwi tj. hipokapnii, czego następstwem jest przesunięcie równowagi kwasowo-zasadowej. W następstwie tego rodzaju zmian biochemicznych dochodzi do zwężenia naczyń mózgowych, obniżenie wrażliwości ośrodków oddechowych na niedobór tlenu (może nastąpić utrata przytomności).

- wzrost nadpobudliwości nerwowo-mięśniowej, co może być przyczyną powstawania bolesnych niekiedy i trudnych do opanowania przykurczów mięśniowych.

- hiperwentylacji pogarsza efektywność wymiany gazowej, nie stwarzając możliwości zużywania większej ilości tlenu.

15. Co to jest trening fizyczny, przedstaw zasady treningowe oraz charakteryzuj pojęcie `próg skuteczności treningowej'.

TRENING FIZYCZNY- to proces polegający na powtarzaniu wysiłku fizycznego o określonej intensywności i czasie trwania, prowadzący do zmian adaptacyjnych w organizmie wpływających na zwiększenie zdolności do wykonywania wysiłków fizycznych. Istotą treningu jest powtarzanie wysiłku fizycznego prowadzącego do zmian adaptacyjnych charakteryzujących organizm na poziomie: ultrastrukturalnym, morfologicznym biochemicznym, czynnościowym

Skuteczny trening fizyczny opiera się o następujące zasady:

- systematyczność

- specyficzność obciążeń

- stopniowe zwiększanie obciążeń

- wszechstronność

Zasady teorii treningu:

1. progresja obciążeń

2. efektywność treningu

3. wszechstronność

4. zasada docelowości ruchu

5. zasada cykliczności:-

a) mezocykle (miesięczne)

b) mikrocykle (tygodniowe):

- przygotowawczy

- bezpośredniego przygotowania do startu

- startowy

- roztrenowania

c) makrocykle (rtoczne)

PRÓG SKUTECZNOŚCI TRENINGOWEJ:

Dla intensywności wysiłku jest różny u różnych ludzi zależy od ich wyjściowej wydolności.

Zaleca się:

- obciążenie wyjściowe na poziomie 30%VO_2max jest to więc dolna granica obciążeń powodujących wzrost wydolności fizycznej

- obciążenie na poziomie 60-80%VO_2max u ludzi o wysokiej wydolności (wyjściowe obciążenie jest na poziomie indywidualnego progu przemian anaerobowych-AT)

Najkrótszy czas skutecznej jednostki treningowej wynosi 10-15 min. Przy tak krótko trwających jednostkach treningowych ich intensywność musi być na poziomie przekraczającym 80%VO_2max, ponieważ czas trwania pracy x intensywność wysiłku musi dać wydatek energii rzedu=1200-2000 Kj (tj. 300-500kcal)

Nie można więc `bezkarnie' wydłużać czasu trwania pracy, ponieważ intensywność wysiłku może być zbyt mała, by powodować zmiany adaptacyjne i odwrotnie zbyt duże obciążenie i krótki czas trwania także nie dają odpowiednich zmian treningowych.

Częstotliwość skutecznych zajęć treningowych nie powinna być mniejsza niż 3 razy w tygodniu. Wszystkie programy treningowe muszą uwzględniać stopniowe podnoszenie obciążeń. Obciążenia prowadzone poniżej progu skuteczności nie prowadzą do zmian adaptacyjnych.

16. Przedstaw zmiany adaptacyjne spowodowane kilkuletnim treningiem fizycznym o

charakterze wytrzymałościowym.

Serce sportowca- przerost mięśnia lewej komory serca w wyniku pracy treningowej o charakterze wytrzymałości ogólnej. Jest w stanie przepompować większą ilość krwi, odpowiednie odżywianie jest korzystne dla organizmu. Zmiany objętości serca.

Ukł. krwionośny- zmianie ulegają rozmiary serca, masa serca, elastyczność i sprężystość ścian naczyń krwionośnych, VC- pojemność życiowa płuc, zakres ultrastrukturalnych i biochemicznych zmian (ilość mitochondriów) aktywność enzymów , zwiększenie jednostek motorycznych, koordynacji nerwowo-ruchowej.

Wzrost potencjału tlenowego, powiązany z podniesieniem progu przemian anaerobowych i progu wentylacyjnego, rozbudową unaczynienie kapilarnego, wzrostem liczby i gęstości mitochondriów oraz wzrostem aktywności enzymów metabolizmu tlenowego, a także trening ten wywołuje wzrost stężenia mioglobiny i zwiększenie zasobów glikogenu.

1

---