Wentylacja minutowa płuc (VE):
- 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 fizycznego:
~ zwiększa się:
- amplituda (głębokość) max do VC
- częstość > 30x
VE może wzrosnąć 10-25 razy
~ mała wydolność: 70 - 90 L
~ dobra wydolność: 100 - 130 L
~ sportowcy: 150 - 160 L (skrajnie 200 - 210 L)
Nasilenie VE:
zwiększenie wymiany gazowej w płucach
- zapotrzebowanie na O2
- usuwanie CO2
nasilenie VE → ↑ ucieczki wody z organizmu (parowanie wody z pęcherzyków płucnych i dróg oddechowych) - bez znaczenia dla termoregulacji
Wysiłek submaksymalny o stałej intensywności:
2-fazowy charakter zmian VE:
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 VE:
Faza 1- gwałtowny spadek VE (↑ niż skok w 1 fazie wysiłkowej)
Faza 2 - łagodny, równomierny spadek VE (do wartości wyjściowych)
Równowaga funkcjonalna (steady state):
w wysiłkach podprogowych o stałej mocy, pobór tlenu stabilizuje się po około 2-3 minutach
Deficyt tlenowy → różnica między spodziewanym poborem tlenu (steady state) a wielkością VO2 w pierwszych minutach wysiłku
Dług tlenowy → nadwyżka w poborze tlenu ponad wartość spoczynkową, jaka występuje po zakończeniu wysiłku (do wyliczenia w obu rodzajach wysiłków)
Miarą deficytu O2 jest wielkość długu tlenowego!!!
Zmiany VE pod wpływem wysiłku o stałej mocy:
Wysiłek o narastającej intensywności:
3-fazowy charakter zmian VE:
Faza 1:
- gwałtowny skok VE z chwilą rozpoczęcia wysiłku (niezależny od intensywności wysiłku)
Faza 2:
- stopniowy wzrost VE (proporcjonalnie do wzrostu intensywności wysiłku)
Faza 3:
- po przekroczeniu progu wentylacyjnego nagły, nieproporcjonalny wzrost VE (hiperwentylacja)
Zmiany VE pod wpływem wysiłku o wzrastającej mocy:
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
Dwa ośrodki oddechowe:
Dowolny: kora mózgowa (dowolna zmiana rytmu oddychania)
Automatyczny (odruchowy) : rdzeń przedłużony i most
odruch Heringa - Breuera (n. błędny)
Chemoreceptory (ośrodkowe, tętnicze)
Inne odruchy:
Baroreceptory
Proprioreceptoy
Czynniki wolicjonalne
Temperatura
Odruchy dodatkowe (obronne i inne np.: śpiew, ziewanie)
Regulacja automatycznego 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 oddychania:
Faza szybka → neurogenny charakter zmian:
gwałtowny skok VE utrzymujący się 20 - 30 sek
Impulsy pobudzające:
Pola ruchowe kory mózgowej → bodźce psychiczne
Proprioreceptory mięśni, ścięgien, stawów
Faza wolna → humoralny charakter zmian:
Stopniowy ↑ VE aż do ustabilizowania się na poziomie danej intensywności wysiłku
Odruchowa reakcja na zmianę: pH, pO2, pCO2 oraz ↑ temperatury organizmu
wysiłek o umiarkowanej intensywności: zmiany niewielkie
po przekroczeniu VT: zasadniczy wpływ na regulację oddychania
Badanie czasu dowolnego 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
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 wentylacja minutowa płuc (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:
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 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:
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
Fizjologia - Układ oddechowy w wysiłku fizycznym.
Deficyt tlenowy
Dług tlenowy
intensywność
VE
Steady state
F1
F2
F2
F1
czas
F3
intensywność
czas
VE
VO2
VO2max
VT
F2
F1