www.rehatrainer-lodz.pl

BLOG - Układ oddechowy

 

 

Praca układu oddechowego człowieka determinowana jest poprzez interakcję wewnętrznych i zewnętrznych czynników, takich jak: napięcie mięśni wdechowych i wydechowych, elastyczność klatki piersiowej i płuc, grawitację oraz siły zaangażowane w proces oddychania podczas zanurzenia ciała w wodzie. Zanurzenie powoduje zmianę grawitacji oraz włączenie dodatkowych sił   kompresujących (1), a także przemieszczenie krwi do klatki piersiowej (2). W efekcie następuje zmiana funkcjonowania płuc, zwiększenie pracy oddechowej oraz zmiana dynamiki układu oddechowego (2).

Ciśnienie hydrostatyczne wody wywołując nacisk na klatkę piersiową ułatwia wydech i utrudnia wdech. Natomiast wykonywanie wydechu do wody powoduje, że poprzez konieczność pokonania oporu wody również wydech staje się utrudniony (nasilony wydech).

 

Umiejętne stopniowanie poziomu zanurzenia ciała umożliwia więc wybiórczą aktywację pomocniczych mięśni oddechowych: wdechowych i wydechowych (3).

 

Wysokie, ze względu na poziomą pozycję ciała, ułożenie przepony predysponuje do oddychania torem piersiowym, wpływając na zwiększenie elastyczności i ruchomości klatki piersiowej (4).

 

Przyjęcie pozycji horyzontalnej powoduje redukcję fizjologicznej przestrzeni martwej, wzrost stosunku przepływu krwi do wentylacji płuc i zwiększenie pojemności dyfuzyjnej płuc (5).

 

Ponadto przebywanie w wodzie chłodnej (21-28oC) powoduje pogłębienie i zwolnienie oddechu oraz nawet 3-4 krotne zwiększenie wentylacji minutowej płuc (6).

 

Ocenia się, że podczas zanurzenia do poziomu szyi pojemność życiowa ulega zmniejszeniu o 6-9% w porównaniu z zanurzeniem do poziomu wyrostka mieczykowatego. W 50% wynika to ze zwiększonej objętości krwi w klatce piersiowej a w 50% z ciśnienia hydrostatycznego działającego na mięśnie wdechowe (7).

 

W efekcie wszystkich tych zmian następuje zwiększenie całkowitej pracy oddechowej podczas zanurzenia do poziomu szyi o 60% (w spoczynku, przy objętości przepływu 1 litra).

 

Zwiększony wysiłek oddechowy wynika w 3/4 z redystrybucji krwi w klatce piersiowej, a w pozostałej części ze zwiększonego oporu dróg oddechowych oraz zwiększonego ciśnienia hydrostatycznego działającego na klatkę piersiową (7), (8), (9), (10). Zwiększona praca mięśni oddechowych dotyczy w szczególności wdechu (2).

 

            Zwiększony przepływ krwi przez układ oddechowy podczas przebywania w środowisku wodnym zarówno w spoczynku, jak i podczas wysiłku fizycznego, wpływa na zwiększenie płucnego ciśnienia tętniczego oraz objętości naczyń, co powoduje zwiększenie objętości zalegającej oraz zmniejszenie pojemności życiowej płuc (11).

 

Ciśnienie hydrostatyczne działające na klatkę piersiową prowadzi do elastycznego odkształcenia ściany klatki piersiowej i powstania negatywnego ciśnienia w drogach oddechowych (7), (11), (12).

 

Co więcej, mechanika oddechowa jest zmieniona w związku ze zwiększeniem różnicy ciśnień pomiędzy powietrzem pęcherzykowym a ciśnieniem zewnętrznym (11).

 

Stres związany ze zwiększonym obciążeniem statycznym płuc obciąża układ oddechowy, co może prowadzić do zmian w końcowo-wydechowej objętości płuc (11), (1), pozostawiając mięśnie oddechowe w nie optymalnej długości i poprzez to redukując ich możliwości do generowania i utrzymywania odpowiedniej siły w celu sprostania zwiększonej pracy oddechowej (13), (14). Pojawiające się zwiększenie przepływu w mięśniach oddechowych odzwierciedla ich zwiększony metabolizm (15).

 

Podczas wykonywania w wodzie wysiłku fizycznego oprócz ciśnienia hydrostatycznego na ciało działa także ciśnienie hydrodynamiczne, wzrastające proporcjonalnie do kwadratu prędkości ruchu i dotyczy również ruchów klatki piersiowej. Przy tej samej częstotliwości ruchów mięśnie oddechowe pokonują więc większy wysiłek w środowisku wodnym w porównaniu ze środowiskiem lądowym (4).

 

Aby na lądzie zaangażować w takim stopniu gorset mięśni oddechowych należy wykonać duży wysiłek fizyczny lub zastosować oddechowe ćwiczenia oporowe (4). Obciążenie gorsetu mięśni oddechowych podczas wykonywania wysiłku fizycznego w środowisku wodnym można porównać do wykonywania na lądzie ćwiczeń oddechowych z oporem. Ćwiczenia oddechowe wykonywane na lądzie są jednak ćwiczeniami wyizolowanymi, angażującymi, w przeciwieństwie do ćwiczeń w wodzie, w niewielkim stopniu układ krążeniowo-wydolnościowy (4).

 

Pływanie zaliczane jest do pracy ciężkiej (16). Wykonywanie tak dużego wysiłku związane jest ze zwiększonym zużyciem tlenu. Jest to możliwe dzięki jego lepszej utylizacji w tkankach poprzez rozszerzenie kapilar oraz poprawę procesów oksydacyjno-redukcyjnych w środowisku wodnym. Zwiększenie poziomu zużycia tlenu w czasie intensywnej pracy wpływa na obniżenie ciśnienia parcjalnego tlenu i wzrost prężności dwutlenku węgla we krwi, wzmagając w konsekwencji przewietrzenie płuc (4).

 

Praca mięśni zależy w dużym stopniu od ich ukrwienia w związku ze zużyciem tlenu oraz wypłukiwaniem przez krew produktów przemiany materii powstałych podczas wysiłku (17). Środowisko wodne wytwarza opór. W takich warunkach praca mięśni oddechowych wiąże się ze wzmożoną przemianą materii i ich lepszym ukrwieniem, co z kolei wpływa na aktywność mięśni przez wzmożenie ruchów oddechowych w procesie oddychania.

 

Uzasadnia to zwiększony wysiłek mięśni oddechowych w środowisku wodnym w porównaniu z lądowym, przy tej samej liczbie wykonywanych oddechów. Daje to możliwość dozowania obciążenia tych mięśni przy niewielkim obciążeniu fizycznym organizmu (4).

 

Ważne!

Ciśnienie wywierane na zanurzoną klatkę piersiową może stanowić dyskomfort dla osób z problemami oddychania (astma). Dla tych osób zaleca się ćwiczenia w wodzie płytkiej.

 

Źródło:

1. Taylor NA Morrison JB. Lung volume changes in response to altered breathing gas pressure during upright immersion. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 1991, 62, strony 122-129.

2. BE. Becker. Aquatic Therapy: Scientific Foundations and Clinical Rehabilitation Applications. Physical Medicine and Rehabilitation. 2009, Tom 1, strony 859-872.

3. Cordain L Stager J. Pulmonary structure and function in swimmers. Sports Medicine. 1988, 6, strony 271–278.

4. J. Kołodziej. Pływanie korekcyjne. brak miejsca : AWF Kraków, 1989.

5. Kaciuba – Uściłko H Nazar K, Górski J. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Warszawa : PZWL, 2008.

6. S. Owczarek. Korekcja wad postawy. Pływanie i ćwiczenia w wodzie. Warszawa : WSiP, 1999.

7. Hong Sk Ceretelli P, Cruz JC, Rahn H. Mechanisms of respiration during submersion under water. Journal of Applied Physiology. 1969, 27, strony 535-538.

8. Taylor NA Morrison JB. Pulmonary flow-resistive work during hydrostatic loading. Acta Physiologica Scandinavica. 1991, 142, strony 307-312.

9. —. Static and dynamic pulmonary compliance during upright immersion. Acta Physiologica Scandinavica. 1993, 149, strony 413-417.

10. —. Static respiratory muscle work during immersion with positive and negative respiratory loading. Journal of Applied Physiology. 1999, 87, strony 1397-1403.

11. CEG Lungren. Respiratory function during simulated wet dives. Undersea Biomedical Research. 1984, 11, strony 139-147.

12. Thalmann ED Sponholtz DK, Lundgren. Chamber-based system for physiological monitoring of submerged exercising subjects. Undersea Biomedical Research. 1978, 5, str. 293+300.

13. Braun NM Arora NS, Rochester DF. Force-length relationship of the normal human diaphragm. Journal of Applied Physiology. 1982, 53, strony 405-412.

14. McCully KK Faulkner JA. Length-tension relationship of mammalian diaphragm muscles. Journal of Applied Physiology. 1983, 54, strony 1681–1686.

15. Hajduczok G Miki K, Claybaugh JR, Hong SK, Krasney JA. Regional circulatory responses to head-out water immersion in conscious dogs. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 1987, Tom 253, strony R254-R263.

16. Z. Zajączkowski. Medycyna sportowa w praktyce. Warszawa : PZWL, 1984.

17. Wojcieszczak I Pocztarska J. Koszt energetyczny w środowisku wodnym i powietrzu ludzi zdrowych. Wychowanie Fizyczne i Sport. 1961, 3.

 

 

DODAJ KOMENTARZ     Ilość :0
 

            

 Powered by: www.cdx.pl