Barbara Pospieszna

Zakład Fizjologii AWF Poznań

Układ

Układ

oddechowy

oddechowy

w wysiłku

w wysiłku

fizycznym

fizycznym

Wentylacja minutowa płuc

Wentylacja minutowa płuc

(V

(V

E

E

)

)



Jest to ilość powietrza, która dostaje się do
płuc i dróg oddechowych w ciągu jednej
minuty



Iloczyn objętości oddechowej (TV) i
częstości oddechów (Bf)



W warunkach spoczynkowych wynosi około:
VE = TV (0,5 L) · f (12-16x/min) = 6-8 L/min

Pod wpływem wysiłku

Pod wpływem wysiłku

fizycznego

fizycznego



zwiększa się:



Amplituda (głębokość) max do VC



częstość > 30x

V

E

może wzrosnąć 10-25 razy



Mała wydolność: 70 – 90 L



Dobra wydolność: 100 – 130 L



Sportowcy: 150 – 160 L (skrajnie 200 – 210 L)

Nasilenie V

Nasilenie V

E

E



Zwiększenie wymiany gazowej w płucach



zapotrzebowanie na O

2



usuwanie CO

2



Nasilenie V

E

→ ↑ ucieczki wody z

organizmu

(parowanie wody z pęcherzyków

płucnych i dróg oddechowych)

– bez znaczenia

dla termoregulacji

Wysiłek

Wysiłek

submaksymalny o

submaksymalny o

stałej intensywności

stałej intensywności



2-fazowy charakter zmian V

E

:



Faza 1
gwałtowny skok VE z chwilą rozpoczęcia wysiłku (20 – 30 sek)
→ niezależny od intensywności wysiłku



Faza 2
stopniowy wzrost VE

(stabilizacja na poziomie odpowiadającym intensywności

wysiłku)



Po zakończeniu wysiłku również 2-fazowy charakter
zmian V

E

:



Faza 1- gwałtowny spadek VE (↑ niż skok w 1 fazie
wysiłkowej)



Faza 2 - łagodny, równomierny spadek VE (do wartości
wyjściowych)

Zmiany V

Zmiany V

E

E

pod wpływem

pod wpływem

wysiłku o stałej mocy

wysiłku o stałej mocy

czas

F1

F2

F2

F1

Steady state

V

E

in

te

n

sy

w

n

o

ść

Dług
tlenowy

Deficyt
tlenowy

Wysiłek o narastającej

Wysiłek o narastającej

intensywności

intensywności



3-fazowy charakter zmian V

E

:



Faza 1
gwałtowny skok V

E

z chwilą rozpoczęcia

wysiłku (niezależny od intensywności wysiłku)



Faza 2
stopniowy wzrost V

E

(proporcjonalnie do

wzrostu intensywności wysiłku)



Faza 3
po przekroczeniu progu wentylacyjnego nagły,
nieproporcjonalny wzrost V

E

(hiperwentylacja)

Zmiany V

Zmiany V

E

E

pod wpływem

pod wpływem

wysiłku o wzrastającej mocy

wysiłku o wzrastającej mocy

F1

F2

VT

VO

2

max

V

E

VO

2

czas

in

te

n

sy

w

n

o

ść

F3

Regulacja oddychania

Regulacja oddychania



rytmiczne wyładowania motoneuronów
unerwiających mięśnie oddechowe



Jądro n. przeponowego (przepona) → C3 i C4



Jądra nn. międzyżebrowych oraz pomocniczych mm.
oddechowych → w odp odcinkach Th i L rdzenia
kręgowego



Koordynacja działania obu ośrodków ruchowych:



układ kontroli dowolnej
kora mózgowa (dowolna zmiana rytmu oddychania)



układ kontroli automatycznej, odruchowej
→ ośrodek oddechowy; most i rdzeń przedłużony

Regulacja automatycznego

Regulacja automatycznego

ośrodka oddechowego

ośrodka oddechowego



poprzez n. błędny → odruch Heringa – Breuera →
sprzężenie zwrotne między wdechem i wydechem



na drodze humoralnej – chemoreceptory
(ośrodkowe, tętnicze)



Inne:



Baroreceptory



Proprioreceptoy



Czynniki wolicjonalne



Temperatura



Odruchy dodatkowe (obronne i inne np.: śpiew,
ziewanie)

Wysiłkowa regulacja

Wysiłkowa regulacja

oddychania

oddychania

1.

Faza szybka → neurogenny charakter zmian:



gwałtowny skok V

E

utrzymujący się 20 – 30 sek



Impulsy pobudzające:



Pola ruchowe kory mózgowej → bodźce psychiczne



Proprioreceptory mięśni, ścięgien, stawów

2.

Faza wolna → humoralny charakter zmian:



Stopniowy ↑ V

E

aż do ustabilizowania się na

poziomie danej intensywności wysiłku



Odruchowa reakcja na zmianę: pH, pO

2

, pCO

2

oraz ↑ temperatury organizmu



wysiłek o umiarkowanej intensywności: zmiany

niewielkie



po przekroczeniu VT: zasadniczy wpływ na regulację

oddychania

Badanie czasu dowolnego

Badanie czasu dowolnego

bezdechu

bezdechu



Czas, w którym badany może zatrzymać

oddychanie



Czas jest różny w zależności od sposobu

wykonania badania



Trzy pomiary:



po spokojnym oddychaniu na szczycie

głębokiego wdechu



na szczycie głębokiego wydechu



na szczycie głębokiego wdechu, po 15 sek

hiperwentylacji

Badanie czasu dowolnego

Badanie czasu dowolnego

bezdechu

bezdechu



Pełen obraz wydolności układu oddechowego:
trzy pomiary:



po spokojnym oddychaniu na szczycie głębokiego

wdechu
norma: 40 – 60 sekund



po spokojnym oddychaniu na szczycie głębokiego

wydechu
norma: 15 – 30 sekund



na szczycie głębokiego wdechu, po 15 sek

hiperwentylacji
norma: 80 – 100 sekund



Przy niewydolności układu oddechowego i

krążeniowego czas dowolnego bezdechu skraca się

poniżej 30 sekund

maksymalna dowolna

maksymalna dowolna

wentylacja minutowa płuc

wentylacja minutowa płuc

(MVV)

(MVV)



maksymalna ilość powietrza jaką badany może

wydychać w jednostce czasu
(największa głębokość i częstotliwość oddechów)



Wartości MVV znacznie przekraczają maksymalne

wartości wysiłkowe



Podczas przedłużania próby następuje

upośledzenie mechanizmów regulacyjnych



Normy:



80 – 120 L/min → przeciętna sprawność układu

oddechowego



100 – 155 L/min → dobra sprawność układu oddechowego



200 i więcej L/min → sportowcy

Obliczanie MVV

Obliczanie MVV



wzór Baldwina:



Mężczyźni: nal. MVV = (86,5 – 0,552 · wiek) · Pc



Kobiety: nal. MVV = (71,3 – 0,474 · wiek) · Pc



Wzór Needhama:



Mężczyźni: nal. MVV = (-1,2 · wiek) + 170



Kobiety: nal. MVV = (- 0,7 · wiek) + 113

Oznaczanie rezerwy

Oznaczanie rezerwy

oddechowej

oddechowej



Różnica między maksymalną wentylacją
dowolną a wentylacją spoczynkową

BR = (MVV – MV) / MVV · 100



Informuje o stopniu możliwego nasilenia
oddychania z chwilą podjęcia wysiłku lub
zwiększenia jego intensywności



Większa BR tym większa tolerancja
wysiłkowa

Próba Tiffeneau

Próba Tiffeneau



Test czynnościowy – sprawności i siły mięśni
oddechowych (sprawność wentylacyjna płuc)



Polega na wykonaniu najgłębszego i najszybszego
wydechu poprzedzonego maksymalnym wdechem



Test ten różni się od pomiaru pojemności życiowej
płuc (VC) szybkością i maksymalnym natężeniem
wydechu



Jeśli podczas próby dokonujemy pomiaru tylko w
pierwszej sekundzie – to próbę taką nazywamy
pomiarem maksymalnej pojemności wydechowej
jednosekundowej – FEV1