Dwutlenek węgla odpowiada za transport i uwalnianie tlenu

      dwutlenek węgla powstaje głównie jako proces końcowy trawienia tłuszczów i węglowodanów oraz w wyniku pracy mięśni.  Wraz z krwią wędruje żyłami do płuc, gdzie jego nadmiar jest wydychany. Jest niezbędny w wielu ważnych procesach, jednak najpotrzebniejszy jest w przekazywaniu cząsteczek tlenu z krwi do tkanek i komórek. Jest to zależność zwana „efektem Bohra” i znana w fizjologii od 1904 roku. Prof. Konstantin Buteyko poświęcił temu zagadnieniu uwagę, dokonując licznych odkryć, dotyczących funkcji, jakie dwutlenek węgla pełni w ludzkim organizmie.

Tlen jest dość trudno rozpuszczalny we krwi. Dlatego ok. 98% gazu jest transportowane przez hemoglobinę. Uwolnienie tlenu z hemoglobiny jest uzależnione od ilości dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych i krwi tętniczej. W razie braku odpowiedniej ilości CO2 – czyli poniżej 5%,  tlen „klei się” do hemoglobiny i nie jest uwalniany do tkanek i narządów. Powstaje głód tlenowy, czyli (hipoksja). Mózg się “niepokoi” tym stanem rzeczy i wysyła liczne sygnały o zapotrzebowaniu na tlen do przepony i innych mięśni oddechowych. Człowiek zaczyna często i intensywnie oddychać. Niestety, im głębszy oddech, tym mniej tlenu jest dostarczane do komórek ciała. Oddychanie większą objętością powietrza niż normalna, wcale nie poprawia ilości tlenu we krwi. Jest ona już nasycona w 95-98%. Zamiast tego, nadmierna wentylacja obniża poziom CO2 najpierw w płucach, a następnie we krwi, tkankach i dalej w komórkach.

Dwutlenek węgla | Piotr Mencina | Trener oddychania | Trener oddechu (spokojnywdech.pl)

Wydatki-energetyczne-a-wysilek-fizyczny.pdf (umk.pl)

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Wydział Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych

Wydolność tlenowa organizmu

Wydolność fizyczna to maksymalna zdolność organizmu do pokrywania zwiększonego zapotrzebowania na energię w czasie wysiłku oraz zdolność do likwidacji jego skutków.

Energia ta może pochodzić z procesów tlenowych i beztlenowych.

Wydolność tlenowa to zdolność do długotrwałego, umiarkowanego wysiłku opartego na procesach tlenowych (pułap tlenowy = V̇O2max).

Natomiast wydolność beztlenowa to zdolność do krótkotrwałego, intensywnego wysiłku opartego na procesach beztlenowych.

Powszechną metodą określania wydolności tlenowej jest test maksymalnego zużycia tlenu (V̇O2max). Mierzy on zdolność danej osoby do wykorzystania tlenu (O2) podczas wysiłku tlenowego (aerobowego). Test V̇O2max polega na stopniowym zwiększaniu intensywności ćwiczeń (tempa pracy). Trwa to aż do momentu, gdy dana osoba stwierdzi, że jest całkowicie wyczerpana i nie może kontynuować wysiłku albo gdy osiągnie przewidywane dla wieku maksymalne tempo pracy serca. Wysokie V̇O2max wskazuje, że dana osoba jest lepiej przygotowana do zaspokojenia zapotrzebowania organizmu na tlen podczas ćwiczeń. V̇O2max jest określane na podstawie pojemności funkcjonalnej i integracji systemów dostarczających, transportujących i wykorzystujących O2.

Systemy te obejmują: • Wentylację płuc • Hemoglobinę • Objętość krwi i pojemność minutową serca •

Metabolizm tlenowy V̇O2max jest specyficzne dla rodzaju ćwiczeń, ponieważ zaangażowane są różne mięśnie szkieletowe. Na przykład ta sama osoba może uzyskać różne wyniki V̇O2max podczas pływania i biegania. Pomiędzy mocą (intensywnością) ćwiczeń a tempem pracy serca może istnieć zależność liniowa. Przy takim założeniu maksymalne tempo pracy serca można wykorzystać do oszacowania mocy, przy której prawdopodobnie zostanie osiągnięte VO2max. Odbywa się to poprzez ekstrapolację tempa pracy serca względem mocy, aż do osiągnięcia tempa maksymalnego. Jednakże związek ten może nie być tak liniowy. Dzieje się tak, ponieważ osoby wytrenowane mogą nie osiągnąć maksymalnego tempa pracy serca, podczas gdy osoby niewytrenowane mogą je przekroczyć (gdyby pozwolono im kontynuować test). Bezwzględne i względne V̇O2max V̇O2max może być zdefiniowane jako bezwzględne (L/min) lub względne (mL/kg/min). Bezwzględne V̇O2max odnosi się do ilości O2 zużywanego przez całe ciało i jest ważne w sportach nieobciążeniowych (np. kolarstwo i wioślarstwo). Względna wartość V̇O2max pozwala na porównania między ludźmi poprzez uwzględnienie masy ciała i jest ważna w sportach obciążeniowych (na przykład bieganie i piłka nożna), w których ciężar ciała sportowca przejmowany jest bezpośrednio przez ciało, przy czym większość głównych grup mięśniowych jest wykorzystywana do zachowania dobrej techniki i prawidłowej postawy (na przykład bieganie). Masa ciała jest więc ważnym czynnikiem, dlatego względne V̇O2max (jednostki: mL/kg/min) jest najbardziej odpowiednią miarą wydolności tlenowej.

Ćwiczenie nieobciążeniowe należy tu rozumieć jako niewymagające pracy wbrew grawitacji czyli dźwigania ciężaru własnego ciała. Ciężar człowieka spoczywa na sprzęcie a więc masa ciała sportowca staje się mniej ważna. Dla tych sportów bezwzględne V̇O2max (jednostki: L/min) jest równie dobre jak względne V̇O2max. Nadmierne powysiłkowe zużycie tlenu Przez pewien czas po wysiłku fizycznym utrzymuje się wyższe zużycie tlenu niż w spoczynku.

Kiedyś określano je mianem długu tlenowego. Nie jest to nazwa poprawna, ponieważ organizm nie może zaczerpnąć długu. Dlatego stan ten określa się jako nadmierne powysiłkowe zużycie tlenu. Kiedy zaczynamy ćwiczyć, początkowo zużywamy energię szybciej niż ją produkujemy z metabolizmu tlenowego. • W tym okresie wykorzystujemy zasoby ATP i fosfokreatyny w mięśniach, produkujemy mleczan w glikolizie beztlenowej i wykorzystujemy O2 dostępny w pęcherzykach płucnych, hemoglobinie i mioglobinie. We krwi żylnej opuszczającej ćwiczące mięśnie jest mniej O2. • Po około 2-6 minutach submaksymalnych ćwiczeń o stałej intensywności osiągamy stan równowagi, w którym pobór i wykorzystanie O2 są zrównoważone. • Kiedy kończymy ćwiczenia, wchodzimy w okres, w którym zużycie O2 przekracza stan spoczynku przed treningiem. Okres ten nazywany jest czasem nadmiernego powysiłkowego zużycia tlenu. W tym czasie następuje stopniowy powrót zużycia O2 do wartości spoczynkowych.

Rycina 4. Zmiany zużycia tlenu w czasie wysiłku Nadmierne powysiłkowe zużycie tlenu można podzielić na trzy fazy: Faza 1 trwa tylko kilka minut. W tym czasie następuje odbudowa zasobów ATP i fosfokreatyny, zapasów tlenu związanego z mioglobiną i tlenu rozpuszczonego w płynie pozakomórkowym w pracujących mięśniach W fazie 1 trwa to tylko kilka minut: Faza 2 trwa około 15 minut. Podwyższone zużyci tlenu wynika z: • Wzmożonej pracy mięśni oddechowych w wyniku hiperwentylacji. • Podwyższonej temperatury ciała po ćwiczeniach. • Podwyższonego poziom katecholamin, które nadal stymulują metabolizm. • Przemiana mleczanu w glukozę w wątrobie. Faza 3 może trwać do 12 godzin lub dłużej. W tym czasie następuje regeneracja tkanki mięśniowej uszkodzonej podczas ćwiczeń, w tym produkcję nowych białek. Podstawy metodyki - pomiar objętości gazów Przepływ powietrza (F) mierzony jest za pomocą pneumotachometru.

Rycina 5. Pneumotachometr. Głowica oddechowa zawiera w sobie cienką siateczkę. Powietrze oddechowe przepływające przez tę siateczkę podnosi niewielką różnicę ciśnienia w sposób proporcjonalny do tempa przepływu. Dwie rurki biegnące do Poda Spirometru przekazują tam tę różnicę ciśnienia, która za pomocą przetwornika jest przekształcana w sygnał napięcia, który jest zapisywany przez PowerLab i wyświetlany w LabTutorze. Objętość powietrza (V) liczona jest na podstawie przepływu: Rycina 6. Równanie pozwalające określić objętość przepływającego powietrza Oddychanie polega na naprzemiennych wdechach i wydechach. W czasie jednego oddechu pobieramy do płuc objętość powietrza zwaną objętością oddechową (VT). Podczas spokojnego oddychania częstotliwość (tempo) oddychania (ƒ) wynosi około 15 oddechów na minutę. Mnożąc VT przez ƒ otrzymujemy minutową objętość oddechową (VE) czyli ilość powietrza wydychanego w ciągu minuty. Objętość minutowa i objętość oddechowa zmieniają się w zależności od intensywności wysiłku. Obliczanie tempa zużycia O2 i produkcji CO2 Zużycie O2 Objętość zużytego O2 w ciągu 1 minuty jest obliczona na podstawie różnicy między objętością tlenu wdychanego (VI O2) i wydychanego

(VE O2). VO2 = VIO2 -VE O2

Wiedząc, jaką proporcję objętości zajmuje tlen warunkach STPD,

VO2 = VI x FIO2 - VE x FEO2 I

zakładając RQ = 1,

VO2 = VI (FIO2 - FEO2)

Produkcja CO2 Objętość CO2 wydychanego w ciągu 1 minuty również jest obliczana na podstawie różnicy między objętością CO2 wdychanego i wydychanego. Równanie jest jednak prostsze, ponieważ w powietrzu wdychanym zawartość CO2 jest znikoma i można ją pominąć.

VCO2 = VE x FECO2 I

zakładając RQ = 1, VCO2 = VI x FECO

Sprawdź nas:

Strona www stworzona w kreatorze WebWave.