Dýchání při tělesné zátěži

zvýšená intenzita metabolismu při pohybu vyžaduje zvýšenou výměnu plynů tzn. dostatečná dodávka kyslíku a zároveň rychlé odstranění oxidu uhličitého kooperace dýchacího a oběhového systému

změny v dýchacím systému při zátěži jsou reaktivní ( bezprostřední ) a adaptační ( dlouhodobé ) A) Reaktivní změny zaznamenáváme je již před začátkem práce vlivem emocí a podmíněných reflexů zvýšení hodnot ventilačně-respiračních parametrů

začátek práce je charakterizován fází rychlých změn ( 30-40 sekund ), která je následována změnami pomalejšími postupně se dolaďují metabolické požadavky pracujících svalů u výkonů střední až maximální intenzity v délce trvání nad 40-60 sekund od začátku zátěže se může projevit tzv. mrtvý bod

nejdůležitějším subjektivním příznakem je nouze o dech dále se může vyskytnout svalová slabost, bolesti ve svalech, tuhnutí svalů pocit dušnosti často nutí jedince ukončit výkon

objektivně vidíme pokles výkonu, horší koordinaci pohybů, změny v kardiorespiračních funkcích snížení dechového objemu a minutové ventilace, zvýšení dechové frekvence a respiračního kvocientu také nárůst tepové frekvence a TK

příčinou tohoto stavu je nedostatečná sladěnost různých funkcí organismu při přechodu neoxidativního metabolismu na metabolismus oxidativní pokračováním ve výkonu příznaky mrtvého bodu postupně mizí

dýchání se prohlubuje, dechová frekvence se snižuje, TF a TK klesají a výkon stoupá tuto fázi někdy nazýváme druhý dech trénink významě zlepšuje vzájemnou souhru regulačních mechanismů, projevy mrtvého bodu se snižují až mohou úplně vymizet

Po asi 4-5 minutách zátěže je nastolen tzv. setrvalý stav setrvalý stav ( steady state ) je rovnovážný stav metabolických pochodů a funkcí organismu, teoreticky může trvat až do vyčerpání energetických zdrojů v praxi se ale projevuje zejména únava a její průvodní jevy

při zvyšování intenzity cvičení klesá možnost krytí kyslíkových potřeb metabolismu pracujícími svaly postupně dochází k přechodu oxidativního metabolismu na metabolismus neoxidativní nejvyšší hodnotu v rovnovážném stavu představuje anaerobní práh

po vyčerpání schopnosti pracovat na kyslíkový dluh nelze dále pokračovat ve výkonu dojde k ukončení práce nebo podstatnému snížení její intenzity pozátěžové změny ve ventilačně-respiračních funkcích zajišťují obnovu homeostázy organismu Po práci anaerobního charakteru dostatečná dodávka kyslíku umožňuje obnovení energetických zdrojů a odstranění acidózy

Mechanika dýchání zvyšuje se podíl bráničního dýchání přesun do inspirační polohy, tzn. do inspiračního rezervního objemu ( IRV ) do dechové frekvence cca 40 dechů/min probíhá dýchání podobně jako v klidu tj. nádech aktivní, výdech pasivní

při stále stoupajícím zatížení se však musí dechový objem nadále zvyšovat využíváme navíc exspirační dechový objem ( ERV ) zapojením výdechového svalstva ( svaly vnitřní mezižeberní a břišní ) výdech se stává aktivním, stoupá energetická náročnost

při zátěži se také zlepšuje průchodnost dýchacích cest ( vlivem sympatiku ) při vyšší zátěži ( frekvence 40-50 dechů/min ) pozorujeme dýchání otevřenými ústy nevýhodou je absence ohřátí a zvlhčení vzduchu, takže studený a suchý vzduch může vyvolat průduškový spasmus

Dechová frekvence ( DF ) pozorujeme výraznější změny než u SF při zátěži souvisí to s relativní volní ovladatelností u lehké práce bývá DF mezi 20-30 dechy/min, při těžší 30-40, u velmi těžké práce 40-60 dechů/min

u některých sportů se dýchání přizpůsobuje charakteru činnosti ( vzpírání, skoky, plavání atd. ) nadměrné zvyšování DF může vést k poklesu dechového objemu ( viz dále ), tím i minutové ventilace

Dechový objem ( VT ) se vzrůstající intenzitou zátěže vzrůstá při vysoké zátěži stoupá již jen málo, může se dokonce i snižovat v klidu je VT kolem 0,5 l při střední zátěži cca 1-2 l u vysokého výkonu 2-3 l ( u trénovaných i více )

Vitální kapacita ( VC ) statický ukazatel, jedná se vlastně o jednorázový maximální dechový objem v klidových podmínkách VC = IRV + VT + ERV při mírné intenzitě výkonu se může VC oproti klidové mírně zvýšit ( rozdýchání )

při střední zátěži se příliš nemění naopak při déletrvající intenzivní práci postupně klesá kvůli únavě dýchacích svalů pokles i na 60 % klidové hodnoty

Minutová ventilace ( VE ) VE = VT . DF závislost na intenzitě konané práce plní zvýšené nároky na přísun kyslíku při námaze stejně důležité je však i vyloučení oxidu uhličitého z organismu

při stupňovaném zatížení VE lineárně stoupá až do VO2 asi 2-2,5 l/min u vyšších intenzit nastává hyperventilace, ventilace vyšší, než by odpovídalo spotřebě kyslíku ( viz graf ) vzniká drážděním chemoreceptorů dýchacího centra zvýšeným pCO2

Maximální minutová ventilace ( VE max ) pozitivně koreluje s maximální spotřebou kyslíku rozlišujeme VE max volní ( muži 100-150 l/min, ženy 80-100 l/min ) a pracovní, ta dosahuje asi 80 % po skončení práce minutová ventilace klesá, nejdříve rychle, poté pozvolna

úplný návrat ke klidovým hodnotám odpovídá dosažení klidových hodnot spotřeby kyslíku veškerou nadklidovou ventilaci můžeme označit jako ventilační dluh, jeho součástí je kyslíkový dluh ( viz dále )

Změny v přenosu dýchacích plynů nasycení arteriální krve kyslíkem se při zátěži příliš nemění množství O2 v žilách závisí na stupni jeho využití ve tkáních ukazatelem je arteriovenózní diference kyslíku, v klidu činí asi 6 ml O2

při tělesné práci vzniká ve tkáních větší potřeba O2, takže u netrénovaných tato diference stoupá až na 10 ml O2 u trénovaných je tato hodnota vyšší nepoměr mezi potřebou a spotřebou kyslíku je kyslíkový deficit ( viz obr. ), vznikající na začátku práce

může se splatit již v průběhu práce, většinou k tomu však dochází po skončení činnosti formou kyslíkového dluhu ( viz obr. ) ten představuje všechnu popracovní nadspotřebu kyslíku nad klidovou hodnotu Má tři složky, rychlou alaktátovou k obnově ATP a CP, pomalou laktátovou k resyntéze laktátu na zásobní glykogen a pomalou alaktátovou k obnovení klidových metabolických podmínek

množství oxidu uhličitého v arteriální krvi je v klidu i při zátěži stejné ve venózní krvi stoupá úměrně zátěži a metabolické tvorbě

Maximální spotřeba kyslíku ( VO2 max, maximální aerobní výkon ) charakterizuje schopnost organismu zužitkovat co největší množství O2 a zajistit tak vysoký stupeň oxidativních pochodů nejvyšší hodnoty dospělá populace dosahuje v 18 letech ( 46,5 ml.kg-1.min-1 u mužů, 37 ml.kg-1.min-1 u žen ) s věkem postupně klesá

maximální aerobní výkon může být limitován na úrovni ventilace, alveolokapilární difuze, transportu oběhovým systémem, tkáňovou difuzí, buněčnou oxidací u zdravého člověka jsou nejslabším článkem transport a buněčná aktivita ( kapacita a aktivita oxidativních enzymů )

B) Adaptační změny jsou důsledkem dlouhodobého zatěžování, nejvýraznější změny přináší trénink vytrvalostní sportovci mají lepší dechovou ekonomiku, větší funkční kapacitu a vyšší dosažené parametry

lepší mechanika dýchání, zejména vyšší pohyblivost bránice lepší plicní difuze nižší dechová frekvence při standardním i maximálním zatížení vyšší maximální dechový objem 3-5 l

vyšší vitální kapacitu ( u mužů 6-8 l, u žen 4-5,5 l ) nižší minutovou ventilaci při standardním zatížení a vyšší maximální hodnotu ( muži 150-200 l ) minimální až nulové projevy mrtvého bodu vyšší arteriovenózní diference pro kyslík

vyšší maximální aerobní výkon ( VO2 max) u mužů 60-80 ml. kg-1 vyšší maximální aerobní výkon ( VO2 max) u mužů 60-80 ml.kg-1.min-1, u žen 40-55 ml.kg-1.min-1 anaerobní práh při vyšší intenzitě zatížení a vyšší spotřebě kyslíku vyšší kyslíkový dluh ( větší anaerobní kapacitu )