Reakce a adaptace oběhového systému na fyzickou práci K. Barták Ústav tělovýchovného lékařství LF a FN, Hradec Králové

Hlavní reakce krevního oběhu na fyzickou práci Zvýšení minutového objemu srdce (Q = Qs x TF) - vyšší preload (vytrvalci) - vyšší afterload (vzpěrači) - vyšší tonus sympatiku (pozitivně chrono, dromo, ino, bathmotropní působení). Redistribuce minutového objemu do pracujících svalů - zvýšení u vytrvalců, snížení u vzpěračů. Zvýšení kapilarizace svalu, tedy průtoku krve kapiláramí (uzavřením a-v spojek). Větší O2 desaturace krve ve svalech jako důsledek vyšší kapilarizace svalu, ale i posunu disociační křivky Hb.

Nyní budeme hovořit podrobněji k jednotlivým reakcím oběhového systému Nyní budeme hovořit podrobněji k jednotlivým reakcím oběhového systému. Otázka tepového objemu. Přečíst text na obrázku, velké srdce nemusí být projevem tréninku, vždy při zatížení (tlakovém nebo objemovém) po odstranění příčiny mizí (operace srdce, ale i skončení tréninku). Rozliší se funkčními zkouškami. 50

Ejekční frakce (EF) EDV - ESV EF (%) = ----------------------- x 100 EF norma v klidu asi 60%, při práci až 80%, selhávání srdce v klidu i pod 20%, nemůže se zvýšit. Dá se z ní odhadnout velikost Qs. Dnes většinou pomocí UZ. V TVL ale odhadujeme velikost Qs „tepovým kyslíkem“ (množstvím kyslíku přeneseným jedním tepem). Jde o neinvazivní a přístrojově nenáročnou metodu.

Minutový objem srdeční Q Q = Qs x TF Při práci u zdravých lidí se vždy! zvyšuje jak Qs, tak TF, záleží na adaptaci srdce. Problém invazivního měření Q je hlavně problém měření Qs. Stárlingův zákon platí pouze na izolovaném srdci.

Měření minutového objemu srdce Fickův princip: spotřeba kyslíku (ml/min) Q (ml/min) = ---------------------- x 1000 a-v diference pro O2 (ml/l) Barvivové metody, Nekrvavé metody (rebreathing, UZ apod.) jsou nepřesné. Krvavé metody – musí se punktovat arterie a plicnice – smíšená venózní krev jen srovnávací ne pro TVL

Q u dospělého člověka v klidu je asi 5 l/min, příliš se neliší od člověka trénovaného na vytrvalostní práci (trochu nižší v důsledku vyšší desaturace 02 ve svalech. X při tělesné práci může netrénovaný Q zvýšit asi 2-3x (10-12l/min), trénovaný až 6x (i přes 30l) – více než štěně piva za minutu. Změny minutového objemu srdečního (Q) u netrénovaného a trénovaného člověka v klidu a při maximální tělesné práci. Na zvýšení Q se podílí jak zvýšení Qs, tak také TF. 89

Setrvalý stav oběhu (steady state, ergostáza) Setrvalý stav: TF se minutu od minuty neliší o více než 3-5 tepů/min, energie je hrazena aerobně (nestoupá kyslíkový dluh), pracovat můžeme za těchto podmínek velmi dlouho (až hodiny). Nesetrvalý stav: výše uvedené podmínky nejsou splněny. Vzniká vždy na začátku fyzické práce, nebo při výkonu, který vede do několika minut k vyčerpání a ukončení práce.

Setrvalé stavy, na vyšší a nižší a nižší úrovni oběhového systému (metabolizmu), jisté kolísání – dynamická rovnováha (reakce a protireakce – ergostáza), uklidňování delší po větší zátěži. Nesetrvalé stavy TF stoupá. Setrvalý stav oběhového aparátu při výkonu 50,100 a 150W na BE po dobu 15 minut a v době uklidňování. 91

(zčásti podle Prokopa) Schéma hypotetické rovnováhy vegetativního nervového systému a jejích změn vlivem trénovanosti a při svalovém výkonu (zčásti podle Prokopa) Účinky sympatiku a vagu pozitivně a negativně chrono, dromo, ino a batmotropně. 46

Krevní tlak a srdeční práce TKs = Q x periferní odpor TKs (a TF) tedy rozhodují o velikosti srdeční práce. Index RPP (rate pressure product) je dán: RPP = TF x TKs : 100 „Tréninkový efekt“ – snížení srdeční práce v důsledku snížení TF a TK na shodné zatížení – spoluvysvětlení zvýšení anginózního prahu (vedle zvýšení počtu nových kapilár) po fyzické rehabilitaci u nemocných ICHS! Význam medikamentózního odstranění hypertonické reakce oběhu na práci pro snížení srdeční práce.

Obvyklá reakce TK zdravých jedinců na stoupající fyzickou práci.

Rozdíly v měření arteriálního TK přímou a nepřímou cestou (pomocí manžety). Artefakt poklesu TKd při nepřímém měření.

Schéma změn redistribuce minutového objemu srdce (ml/min) v klidu a při práci různé intenzity u zdravého člověka při pokojové teplotě. Popsat obrázek, práce v teple – více krve směřuje do kůže. 90

Adaptace oběhového aparátu Adaptace morfologické (velikost srdce, počet kapilár apod.) a funkční. Projevy adaptací se nejlépe studují v longitudinálních studiích (měření ukazatele před a po nějaké době tréninku), nebo sledováním mizení projevů adaptací v čase po skončení sportovní činnosti. Výsledky reakcí a hlavně funkčních adaptací se od sebe při výkladu těžko odlišují.

Závislost TF a spotřeby kyslíku (výkonu) před a po 16 týdnech, 32 a 51 měsících fyzického tréninku. Pozorujeme posun křivky doprava a dolů. Jde o základní lehce měřitelný projev morfologické a funkční adaptace oběhu, využíváno při funkčních zkouškách oběhového aparátu. 86

Nižší klidová i pracovní TF u trénovaného jedince je způsobena nejen morfologickou adaptací srdce (zvětšení celého srdce – svaloviny i dutin), ale i větším tonem parasympatiku. netrénovaný trénovaný 94

kardiak netrénovaný tepová frekvence trénovaný zátěž Vztah TF a zátěže je lineární – využíváno pro testy zdatnosti oběhového aparátu. 84

Průměr a směrodatná odchylka měření TF „normální“ populace při zatížení 1W/kg na BE a v době uklidňování. 83

Horní snímek: vztah Q a spotřeby kyslíku (výkonu) je v podstatě lineární a při malé a střední práci není tréninkem podstatně ovlivněn. Po tréninku ale stoupá hlavně Qmax. Dolní snímek: vztah Qs a spotřeby kyslíku (výkonu). Zatímco před a po krátké době tréninku se zvětšuje Qs se stoupající zátěží postupně, u vysoce adaptovaného člověka stoupá Qs okamžitě po začátku práce na individuálně maximální hodnotu a dále už nestoupá. Jde hlavně o to, že tréninkem stoupá hlavně schopnost zvýšit návrat krve (preload). Stejně výsledky při měření Q v sedě a v leže. 99

bla

Pokles klidové TF a TKs v důsledku čtyřměsíčního vytrvalostního tréninku. 125

V důsledku vytrvalostního tréninku stoupá u pokusných zvířat v zatěžovaných svalech (srdce a m. gastrocnemius) počet kapilár na mm2). V nezatěžovaných svalech (m. masseter) k tomu nedochází. 121

Průtok krve svalovou tkání se po vytrvalostním tréninku (při shodném zatížení) v důsledku mnoha změn zmenšuje. Zvyšuje se desaturace krve kyslíkem, a tak dochází v důsledku adaptace k další ekonomizaci oběhu. Posun disociační křivky, zvýšení počtu kapilár. 109

Změny a-v diference kyslíku v závislosti na fyzickém tréninku Změny a-v diference kyslíku v závislosti na fyzickém tréninku. Po tréninku je ve většině případů vyšší. 107

Zvětšování a zmenšování relativní hmotnosti srdce pokusných zvířat v závislosti na dnech vytrvalostního tréninku a po jeho skončení. Morfologická adaptace srdce (stejně jako funkční) po skončení zatěžování rychle mizí. 114

Zmenšování velikosti srdce (určovaného pomocí RTG) po ukončení sportovní činnosti maratónského běžce. V pokusu není podrobně popsána pohybová aktivita v jednotlivých létech! Když žádná, tak je pokles daleko rychlejší!! 117

Souhrn reakcí (plná čára) a adaptací (čárkovaná čára) na zvyšující se fyzický výkon (W).

Adaptační projevy základních kardiovaskulárních parametrů v klidu, při submaximálním tělesném zatížení (modifikováno podle Brooks, GA-Fahey, TD, 1987 Adaptace Klid Zatížení submaximální maximální srdeční frekvence   0 systolický objem    arteriovenózní O2-diference 0   minutový srdeční výdej 0 0  systolický krevní tlak 0 0 0 diastolický krevní tlak 0 0 0 celkový periferní odpor 0 0 0 koronární perfúze    viscerální perfúze 0  0 perfúze - aktivní svaly 0 0  perfúze - neaktivní svaly 0 0 0