Sportphysiologie 2

Die Körpertemperatur wird von Temperatur-Sensoren gemessen (in der Haut, Körperkern, sowie im Hypothalamus). Diese senden die Information an das zentrale Nervensystem. Bei einer zu hohen Körpertemperatur kommt es automatisch zu einer Erhöhung der Hautdurchblutung (durch Vasodilatation = Gefässerweiterung in den Blutgefässen der Haut), damit die überschüssige Wärme besser an die Umgebung abgegeben werden kann (z.B. ersichtlich am roten Gesicht «Flush»). Unterstützt wird dies zusätzlich durch eine erhöhte Schweissproduktion. Schweiss verdunstet auf der Haut und kühlt diese dadurch ab.

Ein zu tiefer Blutdruck wird von Barorezeptoren in der Aorta und Halsschlagader registriert. Diese senden die Information (afferente Signale) ans zentrale Nervensystem. Dies führt über das autonome Nervensystem zur Regulierung, d.h. zu einer Erhöhung der Herzaktivität (Herzfrequenz und Schlagvolumen steigen an) und zu einer Vasokonstriktion (Verengung der Blutgefässe). Dadurch steigt der Blutdruck wieder an.

Ein tiefer pH-Wert entspricht einer Übersäuerung des Blutes (Azidose) und ist gleichbedeutend mit einer zu hohen CO2-Konzentration im Blut (weil Säure im Blut gepuffert wird, wodurch CO2 entsteht). Die CO2-Konzentration wird im Körper von Chemo-Rezeptoren registriert, welche die Information ans zentrale Nervensystem weiterleiten. Dies führt automatisch zu einer Erhöhung der Atmung, um mehr CO2 abzuatmen und so den pH-Wert wieder zu erhöhen.

Der tiefe Blutzuckerspiegel «Hypoglykämie» wird von einem Sensorsystem detektiert (konkret reagieren Zellen in der Bauchspeicheldrüse). Dadurch werden Hormone freigesetzt (das Katecholamin Adrenalin von der Nebenniere und Glukagon von der Bauchspeicheldrüse). Diese führen zu einem Glykogenabbau in der Leber, um Glukose an das Blut abzugeben und so den Blutzuckerspiegel wieder anzuheben.

Die Regulation erfolgt sowohl lokal «intrinsisch» als auch neuronal «extrinsisch». In der aktiven Muskulatur wird die Durchblutung der Arteriolen lokal durch a) Veränderungen der Sauerstoffkonzentration und Stoffwechselprodukten; b) Blutdruck in den Arteriolen; c) Ausschüttung von gefässerweiternde Metaboliten (z.B. Stickstoffmonoxid (NO)) stimuliert und gesteuert. Während lokale Kontrollmechanismen die Gefässdurchblutung innerhalb der Muskulatur steuern, muss das kardiovaskuläre System die Blutversorgung dahingehend leiten, wo Bedarf besteht (in dem Fall zur aktiven Muskulatur). Die Steigerung des Blutdrucks und des Herzminutenvolumens während körperlicher Aktivität ermöglichen einen grösseren Blutfluss im Körper. Die Blutversorgung zu den verschiedenen Organen wird dabei primär über die Sympathikus Aktivität reguliert. Die sympathische Stimulation führt in den Gefässen zum Magendarm-Trakt, Nieren und Leber zu einer Vasokonstriktion, während dieser Effekt in der aktiven Muskulatur durch lokale Vasodilatation überwunden wird und somit ein Grossteil (bis zu 80% bei Maximalbelastungen) des gesamten Herzminutenvolumens zur aktiven Muskulatur geleitet werden kann.

•  Die Entscheidung: Ich bewege mich

•  Zentrale Aktivierung: Atmung wird gesteigert & Muskelfasern werden aktiviert («central

  command»)

•  Zielwert des Blutdrucks im Stammhirn wird erhöht

•  Lokale Durchblutung in den aktiven Muskeln wird erhöht (lokale Vasodilatation)

•  Aktueller Blutdruck liegt unter dem Zielwert: Stimulation der Barorezeptoren

•  Dies löst eine Reaktion des autonomen Nervensystems aus: Sympathikus wird aktiviert.

•  Der Sympathikus: Erhöht das Schlagvolumen und die Herzfrequenz

Die Gefässe, welche die aktive Muskulatur, sowie das Herz versorgen, werden weitgestellt (Vasodilatation). Die Blutversorgung des Gehirns und der Haut bleibt in etwa gleich, wobei die Blutversorgung zur Haut stark von der Körperkerntemperatur und Aussentemperatur abhängt (Gefässerweiterung bei Hitze).

Der Verdauungstrakt, Nieren und Leber werden während körperlicher Aktivität schlechter versorgt. Dementsprechend werden die zuführenden Gefässe zu diesen Regionen des Körpers lokal enggestellt (Vasokonstriktion).

Short: Der deutliche Anstieg der Atmung bei hoher Anstrengung repräsentiert eine unverhältnismässig hohe Steigerung des produzierten CO2 (V̇ CO2) relativ zum Sauerstoffverbrauch (V̇ O2) aufgrund von erhöhtem Einbezug von anaeroben Stoffwechselprozessen zur Energiebereitstellung. Der markante Anstieg von VE widerspiegelt den Bedarf das CO2 abzuatmen, um der «Übersäuerung» durch das anfallende Laktat + H+ entgegenzuwirken.