Πειραματική Εργοφυσιολογία

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Πειραματική Εργοφυσιολογία"

Ἀμιναδάβ Δαμασκηνός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Πειραματική Εργοφυσιολογία Μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου Βασίλης Πασχάλης Επίκουρος καθηγητής, ΤΕΦΑΑ, ΕΚΠΑ

2 Ορολογία Πρόσληψη οξυγόνου (VO 2 ) O ρυθμός με τον οποίο το σώμα μας μπορεί να καταναλώσει οξυγόνο. Εκφράζεται σε απόλυτες (l/min) ή σχετικές (ml/kg/min) τιμές. Μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO 2 max): Ο μέγιστος ρυθμός με τον οποίο το σώμα μας μπορεί να καταναλώσει οξυγόνο. Εκφράζεται σε απόλυτες (l/min) ή σχετικές (ml/kg/min) τιμές. 1 MET (metabolic equivalent) = 3,5 ml/kg/min πρόσληψης O 2

3 Αερόβιος µεταβολισµός Η ικανότητα του οργανισµού να παράγει έργο, διάρκειας µεγαλύτερης των 3 λεπτών, όπου τα κύτταρα χρησιµοποιούν οξυγόνο για την παραγωγή ενέργειας

4 Μέγιστη πρόσληψη Ο 2 - VO 2max Η µέγιστη δυνατή ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνει ένα άτοµο στη µονάδα του χρόνου, κατά την έντονη µυϊκή προσπάθεια ελάχιστης διάρκειας 3 λεπτών, ορίζεται ως µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου Το σηµείο όπου η πρόσληψη του οξυγόνου σταθεροποιείται και δεν παρουσιάζει περαιτέρω αύξηση µε πρόσθετο φορτίο έργου Αποτελεί έναν δείκτη της ικανότητας ενός ατόµου για αερόβια ανασύνθεση του ΑΤΡ

5 VO 2max µονάδες µέτρησης Το V σηµαίνει µονάδα όγκου και το στίγµα από πάνω σηµαίνει τη µονάδα του χρόνου. Η µονάδα του όγκου είναι το λίτρο (l) ή το χιλιοστόλιτρο (ml) και η µονάδα του χρόνου το λεπτό (min). Απόλυτες τιµές (l min -1 ) Σχετικές τιµές (ml kg -1 min -1 )

6 Μέτρηση Άµεση µέθοδος Εργοσπιροµέτρηση Μέγιστη προσπάθεια Έµµεσες µέθοδοι (υπολογισµός VO 2max ) Παλίνδροµο τρέξιµο 1.5-µίλι τρέξιµο Step test Astrand-Ryhming test κ.α. Μέγιστη ή Υποµέγιστη προσπάθεια

7 Εργαστηριακή μέτρηση Άμεση, μέγιστη μέτρηση Χρήση αναλυτή αερίων, διαδρόμου (τρέξιμο) Εξειδίκευση στο άθλημα Πρωτόκολλο Αυξανόμενη ένταση μέχρι την εξάντληση 8-12 λεπτά διάρκεια: Προσαρμογή αρχικής ένταση

8 Έµµεση θερµιδοµετρία ανοιχτού κυκλώµατος

9 Εργόµετρα

10 Πριν την μέτρηση Σημεία προσοχής Ερωτηματολόγιο ικανότητας άσκησης και υγείας. Κατά την μέτρηση Ομαλή αύξηση ΚΣ και ΑΠ RER (αναπνευστικό πηλίκο) Ισοστάθμιση VO 2max

11 Κριτήρια επίτευξης μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου Ισοστάθμιση πρόσληψης οξυγόνου Αύξηση έντασης δεν συνοδεύεται από αύξηση της VO 2max (<2 ml kg -1 min-1 ). Αναπνευστικό πηλίκο >1,1 Μέγιστη καρδιακή συχνότητα (220 ηλικία).

13 Μέγιστη Aερόβια Ικανότητα (VO 2 max in ml/kg/min) Δραστηριότητα Άνδρες Γυναίκες Cross-country skiing Middle-distance running Rowing Marathon running Swimming Gymnastics Ballet dancing (USSR) Ballet dancing (UK) Table tennis Μέσος άνθρωπος Ελάχιστο όριο ικανότητας Έτσι, για ένα έργο που απαιτεί ένα συγκεκριµένο ενεργειακό κόστος (δηλ. συγκεκριµένη πρόσληψη οξυγόνου σε απόλυτες τιµές), η γυναικεία προσπάθεια είναι αναλογικά πιο έντονη σε σχέση µε τον άνδρα.

14 Άλλες Συνιστώσες στην Αερόβια Ικανότητα Άνδρες Γυναίκες Αίµα-Blood Όγκος- Volume (litres) Ερυθρά αιµοσφ. (million/ml) (erythrocyte count) Αιµοσφαιρίνη (gm/100 ml) (haemoglobin) Καρδιά-Heart Όγκος Volume (ml) Όγκος παλµού (ml) (stroke volume) Πνεύμονες-Lungs V E max (l/min) ( ) (75-140) Οι λειτουργικές διαφορές των πνευµόνων µεταξύ ανδρών & γυναικών κατά την διάρκεια σωµατικής δραστηριότητας είναι κυρίως αποτέλεσµα διαφορών που σχετίζονται µε το µέγεθος των πνευµόνων. (Vogiatzis et al., European Journal of Applied Physiology, 2005).

15 Η Άσκηση Ελαττώνει την Απόσταση Μεταξύ Ανδρών-Γυναικών Systematic training reduces gender differences Π.χ. Όγκος Αίµατος (ml/kg BW)- Total blood volume Αιµοσφαιρίνη (gm/kg BW) - Haemoglobin (data from: Worren et al., 1997) Differences between untrained men & women: 17.2% Differences between trained men & women: 1.7%

16 Μέτρηση καρδιακής συχνότητας

17 Ηλεκτροκαρδιογραφία Η διαφορά του βιοηλεκτρικού δυναµικού ενεργείας που παράγει το µυοκάρδιο κατά τη λειτουργία του συλλέγεται από τα ηλεκτρόδια µε καλώδια, ενισχύεται και καταγράφεται µε µία ειδική συσκευή, τον ηλεκτροκαρδιογράφο

18 Τηλεµετρία Η τηλεµετρία επιτρέπει τον έλεγχο της καρδιακής συχνότητας από απόσταση Τηλεµετρία µε µικροϋπολογιστή: Ποµπός στο σώµα του δοκιµαζόµενου Δέκτης στο χέρι του δοκιµαζόµενου

19 Παλµοµετρία Ακροαστική µέθοδος Ψηλαφιστική µέθοδος

20 Ακροαστική µέθοδος Ακρόαση των ήχων της καρδιάς (Στηθοσκόπιο) Ο ήχος της συστολής ακούγεται καλύτερα στο 4 ο 5 ο µεσοπλεύριο διάστηµα κοντά στη µεσοκλειδική γραµµή, συνήθων 2-3 εκ κάτω από την αριστερή θηλή του µαστού στο κάτω χείλος του µείζονα θωρακικού µυός Ο ήχος της διαστολής ακούγεται καλύτερα κοντά στη βάση της καρδιάς, 2 ο 3 ο µεσοπλεύριο διάστηµα, 2-3 εκ αριστερά από το οστό του στέρνου.

21 Ψηλαφιστική µέθοδος Ο σφυγµός που ψηλαφείται µε τα δάκτυλα είναι το κύµα που δηµιουργείται µε τη συστολή της αριστερής κοιλίας και µεταδίδεται κατά µήκος του ελαστικού τοιχώµατος των αρτηριών Καρωτιδικός σφυγµός Κερκιδικός σφυγµός

22 Καρωτιδικός σφυγµός Ψηλαφείται στο µπροστινό µέρος του στερνοκλειδοµαστοειδούς µυός στο ύψος του θυροειδούς χόνδρου, πιέζοντας αµφίπλευρα προς τα µέσα και πίσω Δεν πρέπει να γίνει πίεση του καρωτιδικού κόλπου γιατί έχουµε αντανακλαστική µείωση των καρδιακών σφυγµών Εξειδικευµένα νευρικά κύτταρα που βρίσκονται στις καρωτιδικές αρτηρίες αυξάνουν την πυροδότησή τους όταν δεατείνονται ή συµπιέζονται από εξωτερική πίεση

23 Κερκιδικός σφυγµός Ψηλαφείται στην αρτηρία που βρίσκεται στην µπροστινή επιφάνεια του ακραίου σηµείου της κερκίδας, πιέζοντας ελαφρώς µε τα τρία µεσαία δάχτυλα

24 Παλµός - Σφυγµός Ο καρδιακός παλµός συµπίπτει αριθµιτικά µε το σφυγµό Σε παθολογικές περιπτώσεις το κύµα του σφυγµού δεν φτάνει στο σηµείου ψηλάφισης που σηµαίνει ότι ο αριθµός των σφυγµών είναι µεγαλύτερος από αυτόν των παλµών

25 Μέτρηση σφυγµών Ηρεµία Μέτρηση σφυγµού για 1 λεπτό Άσκηση Μέτρηση σφυγµού για 10 ή 15 δ/λεπτα

26 Εφεδρία καρδιακής συχνότητας Η διαφορά µεταξύ της µέγιστης καρδιακής συχνότητας και της καρδιακής συχνότητας σε ηρεµία Π.χ = 115

27 Καρδιακή συχνότητα Μέγιστη καρδιακή συχνότητα 220-ηλικία = µέγιστη ΚΣ Εφεδρία καρδιακής συχνότητας Μέγιστη ΚΣ ΚΣηρεµίας = Εφεδρία ΚΣ Προπονητικό κατώφλι (Εφεδρεία ΚΣ x 0,4)+ ΚΣ ηρεµίας Ανώτατο όριο ΚΣ (Εφεδρεία ΚΣ x 0,85)+ ΚΣ ηρεµίας

28 Επαρκής άσκηση Η επαρκής άσκηση για θετική επίδραση στο καρδιαγγειακό σύστηµα πρέπει να εκτελείται 3 έως 6 µέρες την εβδοµάδα και η διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας πρέπει να είναι 20 έως 60 λεπτά.

29 Αθλητική καρδιά Η µέτρια αύξηση του µεγέθους ή υπερτροφία αποτελεί µία βασική προσαρµογή της υγειούς καρδιάς στη συστηµατική προπόνηση (αναστρέψιµη κατάσταση) Πολύ δυνατό µυοκάρδιο Μεγάλες στενιαίες αρτηρίες Μικρός αριθµός σφύξεων (δροµείς)

30 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΑΕΡΙΩΝ

31 Ερυθροκύτταρα Περιέχουν αιµοσφαιρίνη µια πρωτεϊνη που συνδέεται µε το οξυγόνο Το οξυγόνο συνδέεται συγκεκριµένα µε τα άτοµα του σιδήρου που περιέχονται στην αιµοσφαιρίνη

32 Ανταλλαγή αερίων Οι διαφορές των µερικών πιέσεων του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα στις δύο πλευρές της κυψελιδοτριχοειδικής µεµβράνης προκαλούν καθαρή διάχυση οξυγόνου από τις κυψελίδες στο αίµα και διοξειδίου του άνθρακα από το αίµα στις κυψελίδες

33 Όργανα ανταλλαγής αερίων Οι κυψελίδες είναι µικροί κοίλοι σάκοι τα άκρα των οποίων επικοινωνούν µε τους αυλούς των αεραγωγών Η συνολική επιφάνεια των κυψελίδων που έρχεται σε επαφή µε τα τριχοειδή έχει περίπου τις διαστάσεις ενός γηπέδου αντισφαίρισης. Αυτή η εκτεταµένη επιφάνεια και η παρουσία του λεπτού φραγµού στην επιφάνεια των κυψελίδων επιτρέπει την ταχεία ανταλλαγή µεγάλων ποσοτήτων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα µέσω διάχυσης

34 Όργανα ανταλλαγής αερίων

35 Όργανα ανταλλαγής αερίων

36 Αναπνευστικό σύστηµα

37 ΔΙΑΦΡΑΓΜΑ κυριότερος µυς της αναπνοής θολωτός, 250 cm 2 δράση: µετατοπίζεται προς την κοιλία και την ωθεί προς κάτω και έξω αύξηση της κάθετης διαµέτρου του θώρακα, ωθεί τα πλευρικά τόξα προς τα έξω αύξηση της εγκάρσιας διαµέτρου του θώρακα Στην ήρεµη εισπνοή το διάφραγµα κατέρχεται κατά 1 cm ενώ στη βίαιη εισπνοή µέχρι 10 cm. τα

38 Αναπνευστικοί Μύες Έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά µε τους υπόλοιπους σκελετικούς µύες. Αποτελούνται κυρίως από ερυθρές µυϊκές ίνες µε ένα ιδιαίτερα πυκνό δίκτυο µιτοχονδρίων.

39 Εισπνοή

40 Εκπνοή

41 Διαδροµή Ο 2 Κυψελιδικές µεµβράνες στα πνευµονικά τριχοειδή Αίµα στους ιστούς Ιστικά τριχοειδή στο εξωκυττάριο υγρό Από τις κυτταροπλασµατικές µεµβράνες στα κύτταρα Αντίθετη πορεία για το CO 2

42 Αναπνευστικό πηλίκο Το πηλίκο του παραγόµενου CO 2 / του καταναλισκόµενου Ο 2 ονοµάζεται αναπνευστικό πηλίκο Τα ποσά του Ο 2 και του CO 2 δεν είναι απαραίτητα ίδια και εξαρτώνται από τα θρεπτικά συστατικά που χρησιµοποιούνται 1 για τους υδατάνθρακες 0,7 για τα λίπη

43 Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων Αναπνεόμενος όγκος: ο όγκος αέρα που εισέρχεται στους πνεύμονες και είναι ίδιος με τον όγκο που εξέρχεται (500ml). Εφεδρικός εισπνεόμενος όγκος: το μέγιστο ποσό αέρα κατά τη διάρκεια μια μέγιστης εισπνοής (3000ml). 43

44 Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων Λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα: το ποσό του αέρα που παραμένει στους πνεύμονες (2500ml) μετά την εκπνοή (500ml). Εφεδρικός εκπνεόμενος όγκος: μέγιστη συστολή των αναπνευστικών μυών αποβάλει επιπλέον αέρα (1500ml). Υπολειπόμενος όγκος: μετά τη μέγιστη εκπνοή το ποσό του αέρα που παραμένει στους πνεύμονες (1000ml). 44

45 Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων Ζωτική χωρητικότητα: Μέγιστος όγκος αέρας εκπνοής μετά από μια μέγιστη εισπνοή. Παραλλαγή του παραπάνω: ταχέως εκπνεόμενος όγκος σε 1 δευτερόλεπτο (FEV 1 ). Κατά λεπτό αερισμός (ml/min)= αναπνεόμενος όγκος(ml/αναπνοή) αναπνευστική συχνότητα(αναπνοές/min) 45

46 Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων Ανατομικός νεκρός χώρος: Αεραγωγοί της ζώνης αγωγής (150ml). Κυψελιδικός αερισμός (ml/min)= (αναπνεόμενος όγκος Νεκρός χώρος) αναπνευστική συχνότητα 46

47 Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων Κυψελιδικός νεκρός χώρος: αέρας που φτάνει στις κυψελίδες αλλά δεν χρησιμοποιείται γιατί οι κυψελίδες δεν αιματώνονται. Φυσιολογικός νεκρός χώρος είναι το άθροισμα του ανατομικού και του κυψελιδικού νεκρού χώρου. 47

48 48

49 49

Σχετικά έγγραφα

Εφαρμοσμένη Αθλητική Εργοφυσιολογία

Εφαρμοσμένη Αθλητική Εργοφυσιολογία Αναπνευστική ανταπόκριση στην οξεία άσκηση Βασίλης Πασχάλης Επίκουρος καθηγητής ΤΕΦΑΑ - ΕΚΠΑ Αναπνευστικό σύστημα Αναπνευστικό σύστημα Εξωτερική αναπνοή Η μεταφορά αερίων