Met korte-termijn stress, bijvoorbeeld wanneer we proberen een bus te pakken, kan het lichaam snel een verhoogde energie-inname naar de spieren geven. Dit is mogelijk door de beschikbaarheid van zuurstofreserves, maar ook door anaërobe reacties (energieproductie in afwezigheid van zuurstof). De behoefte aan energie neemt aanzienlijk toe met langdurige fysieke activiteit. Spieren hebben meer zuurstof nodig voor aerobe reacties (energieproductie met zuurstof). Dagelijkse normen voor fysieke activiteit: wat zijn ze?
Cardiale activiteit
Het hart van een persoon in rust wordt verminderd met een frequentie van ongeveer 70-80 slagen per minuut. Bij fysieke activiteit neemt de frequentie (tot 160 slagen per minuut) en de kracht van de hartslagen toe. Tegelijkertijd kan hartuitwerping bij een gezond persoon meer dan verviervoudigen, en voor getrainde sporters - bijna zes keer.
Vasculaire activiteit
In rust wordt het bloed met een snelheid van ongeveer 5 liter per minuut door het hart gepompt. Met fysieke activiteit stijgt de snelheid tot 25-30 liter per minuut. De toename van de bloedstroom wordt voornamelijk waargenomen in werkende spieren, die daarin het meest nodig zijn. Dit wordt bereikt door de bloedtoevoer naar gebieden die minder actief zijn op dat moment te verlagen en door de bloedvaten uit te zetten, waardoor de bloedstroom naar de spieren die werken, groter wordt.
Ademhalingsactiviteit
Circulerend bloed moet voldoende worden geoxygeneerd (zuurstofrijk), dus de ademhalingsfrequentie neemt ook toe. In dit geval zijn de longen beter gevuld met zuurstof, die vervolgens in het bloed doordringt. Bij lichamelijke inspanning neemt de snelheid van de luchtinlaat in de longen toe tot 100 liter per minuut. Dit is veel meer dan in rust (6 liter per minuut).
• De hoeveelheid cardiale output in een marathonloper kan 40% meer zijn dan voor een ongetraind persoon. Regelmatige training verhoogt de grootte van het hart en het volume van de holtes. Tijdens lichamelijke activiteit nemen de hartslag (het aantal slagen per minuut) en de hartcapaciteit (het volume bloed dat in 1 minuut door het hart wordt uitgeworpen) toe. Dit komt door verhoogde nerveuze stimulatie, waardoor het hart hard werkt.
Verhoogde veneuze terugkeer
Het volume bloed dat terugkeert naar het hart wordt verbeterd door:
• vermindering van vasculaire weerstand in de spierdikte als gevolg van vaatverwijding;
• Er zijn talloze onderzoeken uitgevoerd om veranderingen in de bloedsomloop tijdens inspanning te bestuderen. Er werd aangetoond dat ze recht evenredig zijn met de intensiteit van lichamelijke activiteit.
- werk van spieren (hun vermindering en ontspanning);
• bewegingen van de borst met snelle ademhaling, die een "zuig" -effect veroorzaken;
• vernauwing van de aderen, die de beweging van bloed naar het hart versnellen. Wanneer de kamers van het hart gevuld zijn met bloed, strekken de wanden ervan zich uit en trekken ze met meer kracht samen. Het hart werpt dus een verhoogd bloedvolume uit.
Tijdens de training neemt de bloedstroom naar de spieren toe. Dit zorgt voor tijdige levering van zuurstof en andere noodzakelijke voedingsstoffen voor hen. Zelfs voordat de spieren beginnen te samentrekken, wordt de bloedstroom daarin versterkt door de signalen die uit de hersenen komen.
Vasculaire expansie
Zenuwimpulsen van het sympathische zenuwstelsel veroorzaken dilatatie (expansie) van de bloedvaten in de spier, waardoor een groter volume bloed naar de spiercellen kan stromen. Om de vaten echter in de verwijde toestand te houden na primaire dilatatie, volgen lokale veranderingen in de weefsels - een verlaging van het zuurstofniveau, een toename in het niveau van koolstofdioxide en andere metabolische producten die zijn geaccumuleerd als een resultaat van biochemische processen in het spierweefsel. Lokale verhoging van de temperatuur veroorzaakt door extra warmteproductie met spiercontractie draagt ook bij aan vaatverwijding.
Vasculaire vernauwing
Naast veranderingen in de spieren neemt de bloedvulling van andere weefsels en organen af, waardoor er minder behoefte is aan verhoogde energie-inname tijdens lichamelijke activiteit. In deze gebieden, bijvoorbeeld in de darm, wordt vernauwing van de bloedvaten waargenomen. Dit leidt tot een herverdeling van bloed in de gebieden waar dit het hardst nodig is, en zorgt voor een betere bloedtoevoer naar de spieren in de volgende cyclus van bloedcirculatie. Bij lichamelijke activiteit verbruikt het lichaam veel meer zuurstof dan in rust. Bijgevolg moet het ademhalingssysteem reageren op de verhoogde behoefte aan zuurstof door de ventilatie te vergroten. De frequentie van de ademhaling tijdens de training neemt snel toe, maar het exacte mechanisme van een dergelijke reactie is niet bekend. Toename van het zuurstofverbruik en de productie van kooldioxide veroorzaakt irritatie van receptoren die veranderingen in de gassamenstelling van bloed detecteren, wat op zijn beurt leidt tot stimulatie van de ademhaling. De reactie van het lichaam op fysieke stress wordt echter veel eerder waargenomen dan veranderingen in de chemische samenstelling van het bloed. Dit geeft aan dat er gevestigde feedbackmechanismen zijn die een signaal naar de longen sturen aan het begin van fysieke inspanning, waardoor de ademfrequentie wordt verhoogd.
receptoren
Sommige deskundigen suggereren dat een lichte verhoging van de temperatuur, die wordt waargenomen, zodra de spieren beginnen te werken, meer frequente en diepere ademhaling veroorzaakt. Controlemechanismen die ons helpen om de kenmerken van ademhaling te correleren met de hoeveelheid zuurstof die onze spieren nodig hebben, worden geleverd door chemische receptoren die zich in de hersenen en grote slagaders bevinden. Voor thermoregulatie met fysieke activiteit maakt het lichaam gebruik van mechanismen die lijken op die op een warme dag worden gestart om deze te koelen, namelijk:
• uitbreiding van huidvaten - om de warmteoverdracht naar de externe omgeving te vergroten;
• toegenomen zweten - zweet verdampt van het huidoppervlak, wat de kosten van thermische energie vereist;
• Verhoogde ventilatie van de longen - warmte wordt vrijgegeven door de uitademing van warme lucht.
Het verbruik van zuurstof door het lichaam bij atleten kan 20 keer worden verhoogd, en de hoeveelheid afgegeven warmte is vrijwel direct evenredig aan het zuurstofverbruik. Als zweten op een warme en vochtige dag niet genoeg is om het lichaam te koelen, kan een lichamelijk noodgeval leiden tot een levensbedreigende aandoening die hitteberoerte wordt genoemd. In dergelijke omstandigheden moet eerste hulp zo snel mogelijk een kunstmatige verlaging van de lichaamstemperatuur zijn. Het lichaam maakt gebruik van verschillende mechanismen van zelfkoeling tijdens fysieke activiteit. Verhoogd zweten en longventilatie helpt de warmteafgifte te verhogen.