ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΜΕΣΟΓΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ & ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ Φυσιολογία της Άσκησης Λειτουργία καρδιαγγειακού συστήματος Καρδιαγγειακός έλεγχος κατά τη διάρκεια της άσκησης Παναγιώτης Κανέλλος Διαιτολόγος-Διατροφολόγος, PhD Υπότροφος ΤΕΙ Κρήτης 2019
Καρδιαγγειακό σύστημα Κλειστό κύκλωμα ροής Ανταποκρίνεται άμεσα στις μεταβαλλόμενες ανάγκες του οργανισμού Αποτελείται από: Καρδιά (αντλία) Αιμοφόρα αγγεία (σύστημα διαύλων) Αίμα (υγρό μέσο)
Σημαντικότερες καρδιαγγειακές λειτουργίες Παροχή οξυγόνου & θρεπτικών ουσιών στα κύτταρα Απομάκρυνση CO 2 και μεταβολικών αποβλήτων από τα κύτταρα Μεταφορά ορμονών από τους ενδοκρινείς αδένες στους υποδοχείς-στόχους τους Διατήρηση θερμοκρασίας και ph σώματος Διατήρηση ισορροπίας υγρών-αποφυγή αφυδάτωσης Πρόληψη μολύνσεων από την εισβολή μικροοργανισμών
Καρδιά Μυοκάρδιο-καρδιακός μυς Έχει μέγεθος γροθιάς Βρίσκεται στο κέντρο της θωρακικής κοιλότητας Το πάχος του ποικίλει ανάλογα με την πίεση που ασκείται στο τοίχωμά του Μεγαλύτερο πάχος τοιχώματος (υπετροφία) στην αριστερή κοιλία
Καρδιά
Καρδιά 4 Κοιλότητες 2 κόλπους χώροι λήψης αίματος (δεξιός και αριστερός) 2 κοιλίες - χώροι εξώθησης αίματος (δεξιά και αριστερά)
Καρδιαγγειακό σύστημα Δεξιό τμήμα: δέχεται φλεβικό αίμα απ όλο το σώμα και το διοχετεύει στους πνεύμονες Αριστερό τμήμα: δέχεται οξυγονωμένο αίμα από τους πνεύμονες και το διοχετεύει σε όλο το σώμα
Καρδιακή λειτουργία 8 Καρδιακή παροχή (cardiac output - CO): βασικός δείκτης λειτουργικής ικανότητας της κυκλοφορίας και είναι ο συνολικός όγκος αίματος που εξωθείται από την αριστερή κοιλία στην αορτή κάθε λεπτό Καρδιακή παροχή = καρδιακή συχνότητα x όγκος παλμού Καρδιακή συχνότητα ρυθμός συστολής Όγκος παλμού ποσότητα αίματος που εξωθείται από την αριστερή κοιλία κατά τη φάση της συστολής (σε κάθε παλμό)
Αρτηρίες - φλέβες Οι αρτηρίες απομακρύνουν το αίμα από την καρδιά και έχουν παχύτερα τοιχώματα Οι φλέβες επαναφέρουν το αίμα στην καρδιά και έχουν βαλβίδες ώστε να εξασφαλίζεται η μονόδρομη ροή του αίματος
Καρδιακός ρυθμός 10 Ορίζεται ως: οι παλμοί της καρδιάς στη μονάδα του χρόνου και συνήθως εκφράζεται ανά λεπτό (bpm) Η μεταβλητότητα του οφείλεται σε πολλές αιτίες όπως οι ανάγκες των ιστών του σώματος για Ο 2, το στρες, ασθένειες κλπ.
Έλεγχος καρδιακής λειτουργίας 11 Νευρικός ΚΝΣ Αυτόνομο νευρικό σύστημα Ορμονικός Αδρεναλίνη (β-αδρενεργικοί υποδοχείς) Νοραδρεναλίνη
Έλεγχος καρδιακής λειτουργίας Παρασυμπαθητικό σύστημα κατευναστική δράση Συμπαθητικό σύστημα διεγερτική δράση Ορμονικό σύστημα διεγερτική δράση
Έλεγχος καρδιακής λειτουργίας Το συμπαθητικό μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου μπορεί να μειώσει την καρδιακή συχνότητα στους 20-30 παλμούς/min Το συμπαθητικό αυξάνει την καρδιακή συχνότητα έως 250 παλμούς /min Το ενδοκρινικό δρα μέσω των κατεχολαμινών (αδρεναλίνη- νοραδρεναλίνη) αυξάνοντας την καρδιακή συχνότητα δρώντας στους β- αδρενεργικούς υποδοχείς
Καρδιακή απόκριση στην άσκηση Όλες οι αλλαγές επιτρέπουν στο σύστημα να ικανοποιήσει τις αυξημένες απαιτήσεις κατά τη διάρκεια της άσκησης Αλλαγές σε: Καρδιακή συχνότητα Όγκο παλμού Καρδιακή παροχή Ροή αίματος Αρτηριακή πίεση Αίμα
Καρδιακή συχνότητα Η κανονική καρδιακή συχνότητα ηρεμίας κυμαίνεται μεταξύ 60 και 80 παλμών /min Η χρόνια προπόνηση αντοχής επιδρά στην καρδιακή συχνότητα μειώνοντας την. Έχουν παρατηρηθεί σε δρομείς μεγάλων αποστάσεων ΚΣ 30-35 παλμών /min Η καρδιακή συχνότητα ορίζεται από τον φλεβοκόμβο, τον βηματοδότη της καρδιάς, και αλλάζει με την επίδραση του συμπαθητικού, παρασυμπαθητικού και ορμονικού
Καρδιακή συχνότητα Μια από τις σημαντικότερες ευεργετικές προσαρμογές της καρδιάς του αθλούμενου είναι η βραδυκαρδία η σταθεροποίηση δηλαδή της καρδιακής συχνότητας σε χαμηλότερα επίπεδα κατά την ηρεμία. Υπολογισμός Μέγιστης Καρδιακής Συχνότητας ΜΚΣ=220-ηλικία (έτη) ή ΜΚΣ=208-(0,7 Χ ηλικία)
Καρδιακή συχνότητα Καθώς η ένταση της άσκησης αυξάνεται, αυξάνεται και η καρδιακή συχνότητα μέχρι να επιτευχθεί η HRmax
Όγκος παλμού Όγκος παλμού: ο όγκος αίματος που εξωθείται από την αριστερή κοιλία Ο όγκος παλμού καθορίζεται από 4 παράγοντες: Τον όγκο του φλεβικού αίματος που επιστρέφει στην καρδιά Την κοιλιακή διατασιμότητα (ικανότητα να διευρυνθεί η κοιλία) Την κοιλιακή συσταλτικότητα (ικανότητα συστολής της κοιλίας) Την αορτική ή πνευμονική αρτηριακή πίεση (πίεση ενάντια στην οποία οι κοιλίες πρέπει να συστέλλονται)
ΤΔΟ-ΤΣΟ Στο τέλος της διαστολής, και πριν τη συστολή η κοιλία ο όγκος αίματος ονομάζεται Τελοδιαστολικός Όγκος (ΤΔΟ) Στο τέλος της συστολής, αμέσως μετά δηλ. την συστολή ο όγκος αίματος που παραμένει ονομάζεται Τελοσυστολικός Όγκος (ΤΣΟ)
Όγκος παλμού Ο όγκος παλμού αυξάνεται αναλογικά με την αυξημένη ένταση άσκησης Συνήθως επιτυγχάνεται η μέγιστη τιμή του στο 40-60 % VO 2 max στα μη προπονημένα άτομα Σε ιδιαίτερα προπονημένα άτομα μπορεί να συνεχίσει να αυξάνεται
Όγκος παλμού-συσταλτικότητα κοιλιών Μηχανισμός Frank Starling: κύριος παράγοντας στον έλεγχο του όγκου παλμού είναι ο βαθμός στον οποίο η κοιλία διατείνεται Αν μεγαλύτερος όγκος αίματος μπει στην κοιλότητα, τα τοιχώματα της κοιλίας θα διαταθούν περισσότερο και θα συσταλεί εντονότερα αυξάνοντας τον όγκο παλμού
Όγκος παλμού-φλεβική επιστροφή Για να δουλέψει ο μηχανισμός Frank Starling η ποσότητα αίματος που εισέρχεται στην κοιλία θα πρέπει να αυξηθεί Ως αποτέλεσμα ενεργοποιείται το φλεβικό σύστημα από το συμπαθητικό σύστημα
Όγκος παλμού-περιφερική αντίσταση Τρίτος παράγοντας που συμβάλλει στην αύξηση όγκου παλμού κατά την άσκηση: μείωση των περιφερικών αντιστάσεων λόγω αυξημένης αγγειοδιαστολής των αιμοφόρων αγγείων που τροφοδοτούν τους σκελετικούς μυς Επομένως η αριστερή κοιλία συστέλλεται ενάντια σε λιγότερη αντίσταση και διευκολύνεται η εξώθηση του αίματος από αυτήν
Καρδιακή παροχή Οι αυξήσεις στην καρδιακή συχνότητα και τον όγκο παλμού αυξάνουν την καρδιακή παροχή Περισσότερο αίμα εξωθείται από την καρδιά κατά τη διάρκεια της άσκησης σε σύγκριση με την κατάσταση ηρεμίας Εξασφαλίζεται επαρκής παροχή οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών στους ιστούς & γρήγορη απομάκρυνση των παραπροϊόντων του μεταβολισμού που συσσωρεύονται κατά τη διάρκεια της άσκησης
Ροή αίματος Σε ηρεμία μόνο το 15-20 % της καρδιακής παροχής πηγαίνει στους μυς Κατά τη διάρκεια εξαντλητικής άσκησης οι μύες λαμβάνουν το 80-85 % της καρδιακής παροχής Μειώνεται η ροή αίματος στους νεφρούς, το ήπαρ, τον στόμαχο και το έντερο
Αρτηριακή πίεση Η δύναμη που ασκείται από το αίμα στο τοίχωμα (ενδοθήλιο) των αρτηριών Συστολικη πίεση Η μέγιστη πίεση (στην αορτή) που καταγράφεται στο χρονικό μέσο της κοιλιακής εξώθησης (φ.τ. 120 mmhg) Κατά την άσκηση αυξάνεται (>200 mmhg) Διαστολικη πίεση Η ελάχιστη πίεση που παρατηρείται δέκατα του δευτερόλεπτου πριν αρχίσει η κοιλιακή εξώθηση (80 mmhg) Κατά την άσκηση αυξάνεται (>90 mmhg)
Αίμα Σε ηρεμία η περιεκτικότητα του αίματος σε οξυγόνο ποικίλει: 20 ml/100 ml αρτηριακού αίματος 14 ml/100 ml φλεβικού αίματος Η διαφορά αυτή αναφέρεται ως αρτηριοφλεβική διαφορά οξυγόνου Με τον αυξανόμενο ρυθμό άσκησης η διαφορά αυξάνεται σταδιακά
Αίμα Μείωση όγκου πλάσματος Παρατηρείται αιμοσυμπύκνωση-ο σχετικός αριθμός αιμοσφαιρίων ανά μονάδα αίματος αυξάνεται και αυξάνεται η ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου Το ph μειώνεται από το 7,4 στο 7 ή και χαμηλότερα Το ph των μυών μειώνεται ακόμα περισσότερο Κυρίως λόγω αυξημένης συσσώρευσης γαλακτικού
Επίδραση της άσκησης στο καρδιαγγειακό σύστημα Η άσκηση προκαλεί βασικές μεταβολές στην καρδιαγγειακή λειτουργία και στο μυϊκό σύστημα όπως: Αυξάνεται η κατανάλωση οξυγόνου από την καρδιά και τους μυς Αυξάνεται ο όγκος παλμού της καρδιάς Αυξάνεται η οξειδωτική ικανότητα των μυών, με αποτέλεσμα καλύτερη συσταλτικότητα Βελτιώνεται η λειτουργία του ενδοθηλίου
Επίδραση της άσκησης στο καρδιαγγειακό σύστημα Άτομα που ασκούνται τακτικά εμφανίζουν κατά την ηρεμία: Αύξηση του τόνου του παρασυμπαθητικού συστήματος Ελάττωση του τόνου του συμπαθητικού συστήματος Ελάττωση της καρδιακής συχνότητας Παρουσιάζονται μεταβολές της χωρητικότητας και των τοιχωμάτων κυρίως της αριστερής κοιλίας
Καρδιά αθλητή Η υπερτροφία των τοιχωμάτων της καρδιάς του αθλητή θεωρείται μια φυσιολογική βιολογική απάντηση στο αυξημένο έργο της καρδιάς και αυτός είναι ο λόγος που υποστρέφει μετά τη διακοπή της αθλητικής του σταδιοδρομίας Η αριστερή κοιλία ενός μαραθωνοδρόμου πιθανόν έχει μεγάλη χωρητικότητα και κανονικό τοίχωμα για να διοχετεύει μεγάλες ποσότητες αίματος για πολύ χρόνο Αντίθετα η αριστερή κοιλία ενός παλαιστή πιθανόν έχει μικρότερη χωρητικότητα και υπερτροφικό τοίχωμα για να αντιμετωπίζει υψηλές αρτηριακές πιέσεις