Trening i układy: cz. 3.

autor:
13 Październik 2010
Trening i układy: cz. 3.

Dziś rozmontowujemy układ krążenia. Odpowiedzialny za nieprzerwane rozprowadzanie krwi oraz pierwiastków i substancji w niej zawartych. W dzisiejszych czasach ? najbardziej zaniedbany, a przez to przyczyniający się do znacznej ilości zgonów i zaświadczeń o niepełnosprawności.

ELEMENTY

Nasz układ krwionośny jest zbudowany zasadniczo z dwóch elementów: serca oraz naczyń krwionośnych.

Serce.

Jest narządem, który posiada cztery jamy: dwa przedsionki (prawy i lewy) oraz dwie komory (prawa i lewa). Przedsionki są wypełniane krwią powracającą do serca żyłami z określonych regionów. Z nich dopiero, krew przepływa do komór, które wypompowują ją do odpowiednich tętnic (tętnicy płucnej i aorty). Między prawym przedsionkiem i prawą komorą, lewym przedsionkiem i lewą komorą oraz między komorami a tętnicami znajdują się, niezwykle ważne, zastawki. Zapobiegają one przepływowi krwi w niewłaściwym kierunku.

Z prawej komory krew jest wyrzucana do tętnicy płucnej, która to transportuje ją do płuc, by tam uległa utlenowaniu. Utlenowana krew powraca do serca wpływając do lewego przedsionka i dalej do lewej komory. Następnie, przez aortę i coraz drobniejsze naczynia, krew, wzbogacona w tlen, jest dostarczana do wszystkich tkanek organizmu. Jej głównym celem jest przekazanie owym tkankom zawartego w niej tlenu oraz substancji odżywczych (pobranych z układu pokarmowego ? ale o tym przy innej okazji).
Gdy tkanki otrzymają już to, czego potrzebują, odtlenowana krew wraca coraz większymi naczyniami do serca, konkretnie do prawego przedsionka by powtórzyć cały cykl. I tak do śmierci.

Mięsień sercowy składa się z dwóch rodzajów komórek. Pierwsze to tzw. komórki robocze. Drugie tworzą układ bodźcoprzewodzący i mają mniej białek kurczliwych niż standardowe komórki mięśniowe poprzeczne prążkowane. Posiadają za to niezwykłą zdolność, która wyróżnia je na tle reszty. Potrafią bowiem same generować pobudzenie, bez udziału układu nerwowego. Układ nerwowy może wpływać na częstość i siłę skurczu, ale to nie on daje sercu rozkaz do pracy.

Nasze serce odwala w ciągu całego życia kawał ciężkiej roboty. I choć wydaje się osamotnione na tej drodze, to jednak ma pewne wsparcie. W nieustannym tłoczeniu krwi pomagają mu:
– pracujące mięśnie szkieletowe ? ich zmienne napięcie sprawia, że wywierają zróżnicowany ucisk na naczynia krwionośne, co wspomaga przepływ krwi;
– rytmiczne zmiany ciśnienia w klatce piersiowej (również wspomagają przepływ)
– rytmiczne zmiany ciśnienia w jamie brzusznej (podobnie jak powyższe wspomagają przepływ i mają to samo podłoże ? czyli zachodzą na tle wdychania i wydychania powietrza).

Naczynia krwionośne.

Ich ściany, w zależności od roli, są w mniejszym lub większym stopniu rozciągliwe. Na wszystkie naczynia (oprócz najdrobniejszych ? naczyń włosowatych) składają się trzy warstwy: wewnętrzna, środkowa (a w niej włókna mięśniowe regulujące w zależności od potrzeb średnicę naczynia) i zewnętrzna.
Najogólniej naczynia krwionośne dzielą się na tętnicze i żylne. Tętnicze prowadzą krew od serca do płuc lub tkanek. Żylne natomiast umożliwiają krwi powrót (z płuc lub tkanek) do serca.
Wszystkie naczynia razem (+ serce) tworzą krwiobieg. Wyróżniamy krwiobieg mały (zwany płucnym) i duży.

KRWIOBIEG MAŁY

Jego początek stanowi prawa komora serca, koniec zaś ? lewy przedsionek. W tymże krwiobiegu, krew po wypłynięciu z serca zmierza coraz to drobniejszymi naczyniami tylko do jednego narządu ? do płuc. Tam zostaje utlenowana i powraca, płynąc coraz większymi naczyniami do serca ? konkretnie do lewego przedsionka. Utlenowanie jest możliwe dzięki różnicy ciśnienia parcjalnego tlenu w pęcherzykach płucnych i we krwi. W pęcherzykach płucnych jest ono znacznie wyższe niż w dopływającej do nich krwi.

KRWIOBIEG DUŻY

Ten natomiast zaczyna się w lewej komorze a kończy w prawym przedsionku. Po wypłynięciu z komory krew jest transportowana do wszystkich (poza płucami) tkanek organizmu w celu dostarczenia im tlenu, w który została wzbogacona w płucach. Tutaj sytuacja z ciśnieniem parcjalnym jest już inna – tym razem jest ono znacznie większe we krwi niż w tkankach i dlatego tlen przenika przez cieniutkie ściany naczyń, by ostatecznie dotrzeć do komórek.

To wszystko o czym mowa powyżej jest fajnie zobrazowane na poniższym filmiku (niestety po angielsku). Filmik przedstawia cyrkulację krwi po organizmie i wyjaśnia rolę zastawek. Warto obejrzeć, nawet jak słabo znasz angielski, bo po przeczytaniu wszystkiego do tego momentu powinieneś zrozumieć sedno animacji.

MIKROKRĄŻENIE

Jak wspominałem wcześniej, po opuszczeniu serca, krew, by móc coś oddać lub pobrać, płynie coraz to drobniejszymi naczynkami. Najdrobniejsze są naczynia włosowate (kapilary), a ich ściana jest tak cieniutka, że składniki odżywcze i tlen swobodnie przenikają przez nie do tkanek. To właśnie na poziomie kapilar zachodzą wymiany „towaru” między krwią a danym narządem.
Na mikrokrążenie poza wymienionymi naczyniami włosowatymi składają się również tętniczki i żyłki oraz zespolenia tętniczo żylne (które umożliwiają bezpośredni przepływ krwi utlenowanej do żył, bez zaliczania po drodze jakiegokolwiek narządu).
Rolą mikrokrążenia jest stworzenie odpowiednio dużej powierzchni wymiany, która w ludzkim organizmie sięga blisko 1000 metrów kwadratowych !

KONTROLA

Krążenie w naszym ciele jest kontrolowane, jak można się domyślić, przez wszechwiedzący układ nerwowy. W naczyniach krwionośnych oraz w sercu znajdują się liczne receptory, bacznie śledzące pracę układu krwionośnego. Każda zmiana ciśnienia jest rejestrowana przez baroreceptory, które wysyłają impuls do mózgu. Ten natomiast, za pośrednictwem układu nerwowego autonomicznego stara się doprowadzić do normalnego stanu wszystkie parametry. Dokonuje tego oddziałując na mięśnie gładkie okalające naczynia krwionośne.
Nasz organizm posiada też ?czujniki? stężenia produktów przemiany materii. Gdy ich poziom gwałtownie wzrasta (czyli podczas wysiłku) mózg dostaje sygnał, iż w danym miejscu trzeba zwiększyć przepływ krwi w celu usunięcia toksycznych metabolitów.
Takie manipulowanie przepływem krwi (której ilość w naszym ciele względnie stała) wiąże się z jego zmniejszaniem w jednym miejscu i kosztem tego zwiększaniem w innym, które w danym momencie tego wymaga. Podstawowym mechanizmem takiego zarządzania jest zwężanie bądź rozszerzanie średnicy naczyń w danej okolicy. Można to sobie wyobrazić na zasadzie jezdni w mieście. Gdy jest wielopasmowa i szeroka, to w tym samym czasie przejedzie przez nią więcej samochodów, niż przez wąską, jednopasmową uliczkę. Co więcej, nie będą się tworzyły korki, zwalniające cały ruch.
Podobnie jest z układem krążenia. Gdy naczynia są zwężone (analogia z wąską szosą) to krew ma do pokonania większy opór i w tym samy czasie przepływa jej mniej. Gdy ulegną rozszerzeniu, krew płynie już swobodniej i większa jej ilość może zostać w danym czasie przetransportowana.

Dlatego ilość krwi przepływającej przez tkanki i narządy może się zmieniać i to baaardzo znacząco w zależności od sytuacji. Stała dawka krwi, która praktycznie nie ulega wahaniom jest pompowana tylko do centrum zarządzania ? do mózgu (choć podczas wysiłku może nieco wzrastać).

REAKCJA UKŁADU KRĄŻENIA NA WYSIŁEK DYNAMICZNY

Jak już wiemy, układ nerwowy ?trzyma rękę na pulsie? starając się zachować stan równowagi w całym organizmie. Nasze krążenie poddaje się jego rozkazom, by nie doszło do tragedii, i dlatego właśnie podczas wysiłków układ krwionośny reaguje tak, a nie inaczej.

W czasie wysiłku krążenie ma więcej roboty. Musi dostarczać tlen, składniki odżywcze i hormony, a także usuwać produkty przemiany materii. Czyli to co robi przez cały czas ? z tą tylko różnicą, że musi działać o wiele szybciej, by niczego nie zabrakło (tlen, skł. odżywcze) i niczego nie zrobiło się za dużo (kwas mlekowy, dwutlenek węgla). Dodatkowo sprawę komplikuje mu fakt, że pracujące mięśnie produkują ciepło i to jego zadaniem jest je odprowadzić. W przeciwnym wypadku doszłoby do niezbyt korzystnej, a w zasadzie stanowiącej zagrożenie dla życia, hipertermii.

Objętość minutowa serca (czyli ilość krwi pompowanej w ciągu minuty, która w spoczynku wynosi ok. 5 litrów) podczas wysiłków dynamicznych wzrasta proporcjonalnie do zapotrzebowania na tlen. I tak np. u ludzi przeciętnie wydolnych, przy maksymalnym obciążeniu serce pompuje od 15 do 25 litrów krwi na minutę. U wytrenowanych sportowców wartość ta może nawet przekraczać 40 litrów w ciągu minuty. Wzrost objętości minutowej serca jest możliwy dzięki zwiększeniu częstości skurczów serca oraz dzięki zwiększeniu objętości krwi wyrzucanej do tętnic z każdym skurczem.

Częstość skurczów serca (HR ? skrót od heart rate) rośnie niemalże natychmiast po rozpoczęciu wysiłku i przy stałym obciążeniu stabilizuje się po 2 ? 5 minutach na podwyższonym poziomie. Chyba że osiągnie wcześniej wartość maksymalną, której już nie przekroczy. Wzrost HR zaczyna zwalniać po przekroczeniu progu beztlenowego, a zatem w momencie gdy organizm zaczyna czerpać więcej energii z procesów beztlenowych. Warto wiedzieć, że częstość skurczów przyrasta szybciej podczas pracy dużych grup mięśni (np. mięśni nóg) niż gdy daną pracę przy podobnym względnym obciążeniu wykonują małe grupy.

Ilość krwi jaką serce wyrzuca z każdym skurczem podczas wysiłku zwiększa się u przeciętnego obywatela z 80 ml do 100-140 ml. U sportowca może osiągnąć nawet 200 ml. Co ciekawe, ilość ta uzyskuje swoje maksimum już przy dosyć niskich obciążeniach, rzędu 30 ? 50 % maksymalnych.

W czasie aktywności zmienia się dystrybucja krwi (patrz wykresy). Dzieje się tak, dzięki zwężaniu jednych naczyń krwionośnych i rozszerzaniu innych . W roli dystrybutora w tym procesie występuje nasz autonomiczny układ nerwowy. To on pobudza (lub nie) mięśnie gładkie naczyń do skurczu (zwężenia). Zmniejsza się zatem ilość krwi płynącej do niepracujących mięśni, nerek, narządów układu pokarmowego. Podczas wysiłku to nie tam jest najbardziej potrzebna. Teraz jej największy strumień uderza do wykonujących pracę mięśni.
Więcej krwi zaczyna płynąć również przez naczynia skórne. Po co ? Otóż skóra jak wiadomo jest naszą najbardziej zewnętrzną warstwą, dzięki czemu płynąca przez nią krew może oddawać ciepło pobrane z grzejących się mięśni do otoczenia. Stanowi to zabezpieczenie organizmu przed hipertermią.

Podczas wysiłków o stosunkowo niskiej intensywności układ krążenia osiąga stan równowagi czynnościowej. To znaczy, że jego parametry osiągają poziom wymagany do działania organizmu pod danym obciążeniem, i pozostają na nim przez dłuższy czas. Obserwujemy tu swojego rodzaju stabilizację. Nie potrwa ona jednak długo, lub nawet nie zajdzie wcale, przy dużych wysiłkach. Podczas ich trwania, nawet gdy obciążenie nie będzie się zmieniać, to przykładowo, częstość skurczów serca nadal będzie rosła.

ZMIANY W UKŁADZIE KRĄŻENIA POD WPŁYWEM TRENINGU

Najbardziej charakterystyczną zmianą w naszym krążeniu i zarazem najłatwiejszą do sprawdzenia jest pojawienie się barykardii. Będzie ona szczególnie wyraźna w odpowiedzi na trening o charakterze wytrzymałościowym.
Barykardia sportowa, to nic innego jak po prostu zmniejszenie się częstości skurczów serca w spoczynku. Dla normalnego, nie trenującego wyczynowo człowieka HR w spoczynku wynosi ok. 70 uderzeń na minutę. U sportowców spada na ogół gdzieś pomiędzy 40 a 50 uderzeń, choć zdarzają się i takie przypadki, kiedy jest nie większa niż 30 uderzeń. Skąd bierze się zjawisko barykardii ? Otóż na jego wyjaśnienie składa się kilka teorii. Pierwsza mówi o wzmożeniu w wyniku treningu aktywności przywspółczulnego układu nerwowego. Układ ten ma, jeśli chodzi o serce, za zadanie zwolnienie częstotliwości jego skurczów. Po drugie trening wpływa także na obniżenie aktywności układu współczulnego, który działa na serce w taki sposób, że zwiększa HR.
Spadek częstości skurczów jest możliwy pośrednio dzięki temu, iż poprzez trening zwiększa się objętość krwi wyrzucana przy każdym skurczu (objętość wyrzutowa serca). Potrzeba zatem mniejszej ilości uderzeń serca, by przepompować tą samą ilość krwi.
Kolejna zmiana to spadek ciśnienia spoczynkowego. O kilka jednostek spada zarówno jego wartość skurczowa jak i rozkurczowa. Dlatego aktywność fizyczna jest taka ważna w profilaktyce nadciśnienia, ale to już inna kwestia.
Nie można też nie wspomnieć o znacznym zwiększeniu gęstości naczyń włosowatych w mięśniach. Efekt szczególnie wyraźny jako odpowiedź na trening wytrzymałościowy. W trenowanych mięśniach ilość kapilar na 1 mm kwadratowy zwiększa się o 30 do 50 %, co znacznie poszerza powierzchnię wymiany gazowej. Stanowi to bez wątpienia jeden z czynników podnoszący odporność na zmęczenie, zwiększa bowiem dostępność tlenu dla mięśni. Co więcej, najprawdopodobniej dzięki temu zwiększa się zużycie przez komórki mięśniowe wolnych kwasów tłuszczowych; rzecz istotna dla wszystkich chcących pozbyć się nadmiaru zawsze „niemile widzianej” tkanki tłuszczowej. Po zaprzestaniu treningu zwiększona liczba naczyń włosowatych utrzymuje się dosyć krótko, bo tylko przez kilka tygodni.
Jeśli chodzi o większe naczynia, również doznają zmian strukturalnych. Duże tętnice zwiększają swoją wewnętrzną średnicę, natomiast nieco mniejsze tętniczki zwiększają zdolność do rozszerzania się (co jest najprawdopodobniej związane z poprawą reakcji na tlenek azotu działający rozszerzająco na naczynia). Ogromne znaczenie ma fakt, iż również tętnice zapatrujące serce (tętnice wieńcowe) zwiększają swój przekrój, co pozwala na odpowiednie zaopatrzenie serca w tlen i składniki odżywcze podczas wysiłków.

SŁOWO NA NIEDZIELĘ

W tym artykule starałem się przybliżyć Ci, drogi czytelniku, działanie niezwykle skomplikowanego mechanizmu jakim jest układ krążenia. Mimo że tekst jest obszerny, to stanowi i tak spore uproszczenie wszystkich zjawisk i procesów, które pomimo dalekiego rozwoju nauki do dziś nie są do końca poznane i wyjaśnione. W każdym razie na koniec chciałbym tylko powiedzieć to, co większość z Was zapewne codziennie słyszy lub widzi we wszelakich mediach, nieraz być może już reagując wymiotami i biegunką. Niezależnie od tego czy jesteś fanem MMA jako widz czy praktyk, to pamiętaj – ćwiczenia fizyczne (niekoniecznie pod sztuki walki) stanowią najpewniejszą i najskuteczniejszą metodę profilaktyki dla układu krążenia. Twoja dieta, rodzaj pracy, czy może zbyt częste imprezy – wpływają na niego często źle, ale ćwiczenia mogą zredukować ten wpływ do minimum. Jeśli masz zamiar olać moją radę by zacząć się ruszać – to mogę powiedzieć tylko tyle, że najprawdopodobniej nie widziałeś i nie zdajesz sobie sprawy z konsekwencji jakie niesie ze sobą zaniedbany układ krążenia. Ja widziałem je wiele razy z bliska i myślę, że jeśli piekło istnieje, to jest tam podobnie jak na oddziałach kardiologicznych.