Sportphysiologie 2
Inhalte Vorlesungen FS21
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Set of flashcards Details
| Flashcards | 67 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Sports |
| Level | University |
| Created / Updated | 02.05.2021 / 20.06.2022 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20210502_sportphysiologie_2
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| Embed |
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Wie reagiert der Körper, wenn die Körperkerntemperatur zu hoch ist?
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.
Wie reagiert der Körper, wenn der Blutdruck plötzlich zu tief ist?
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.
Wie reagiert der Körper, wenn der pH-Wert des Blutes zu tief ist?
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.
Wie reagiert der Körper, wenn der Blutzuckerspiegel zu tief ist?
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.
Was steuert die Durchblutung der aktiven Muskulatur?
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.
Welche Faktoren führen in welcher Reihenfolge zum Herzfrequenz (HF) Anstieg bei willkürlicher Bewegung
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
Welche Blutgefässe verengen sich bei körperlicher Aktivität, welche erweitern sich?
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).
Wieso steigt die Atmung so deutlich an, sobald es anstrengend wird? (1)
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.
Wieso steigt die Atmung so deutlich an, sobald es anstrengend wird? (2) Langfassung
Langfassung: Während submaximaler, steady- state Belastung steigert sich die Ventilation proportional zum Anstieg der CO2-Produktion (V̇ CO2) und Sauerstoffaufnahme (V̇ O2). Dies ändert sich ab einer Belastungsintensität von ca. 55 – 70% V̇ O2max.
Wieso steigt die Atmung so deutlich an, sobald es anstrengend wird?
Langfassung Punkt 1-4
1) Steigerung der zentralen Aktivierung
Bei höherer Belastungsintensität werden mehr Muskelfasern aktiviert, um die Leistung zu erbringen. Um die Energiebereitstellung dem Bedarf der aktiven Muskulatur anzupassen, werden zusätzlich zum aeroben Stoffwechsel vermehrt anaerobe Stoffwechselprozesse (Glykolyse) angeregt.
Die erhöhte zentrale Aktivierung «Central Command» führt zu einem direkten Anstieg der Ventilation «anticipatory response»
2) Akkumulation von CO2 im Blut: Puffern der «metabolischen Azidose»
Als Folge der Glykolyse entsteht Laktat und H+. Die Akkumulierung H+ führt zu einer Absenkung des pH-Wertes und muss gepuffert werden (Verhindern der metabolischen Azidose). Bikarbonat verbindet sich mit H+ zu Kohlensäure und eliminiert damit den «Säure-Einfluss» durch freie H+ Ionen. Die Kohlensäure löst sich selber sogleich auf in Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O).
3) Stimulation der Chemorezeptoren in Medulla, Aorta und Halsschlagader
• Erhöhte CO2-Konzentration sowie freie H+ Ionen im Blut (= Absenkung pH-Wert) stimulieren das respiratorische Zentrum im Hirnstamm (Medulla & Pons).
4) Erhöhte Aktivierung der Atemmuskulatur führt zur Steigerung der Ventilation
Das respiratorische Kontrollzentrum reagiert auf das Exzess CO2 mittels Erhöhung der Ventilation (v.a. Steigerung der Atemfrequenz)«Respiratorische Kompensation»
Intensitäten
Parameter des:
- aeroben Stoffwechsels
- anaeroben Stoffwechsels
- von aerob und anaerob beinflusst
Wertebereiche
Aufnahme / Abbruch einer körperlichen Aktivität. Nenne die 6 Schritte
1. Willkürliches Nervensystem: Bewusste Entscheidung los zu rennen --> Aktivierung
2.
Atmung: Ziel mehr O2 transportieren
Akt. Muskelfasern / Metaboliten --> sobald die Muskeln arbeiten = Blutgefässe erweitern sich (Punkt 3)
Blutdruck unter Zielwert: Soll - Zustand erhöht sich
3. Akt. Barorezeptor : es realisiert Achtung Blutdruck unter Zielwert
Durchblutung: Erhöhung der Durchblutung
4. Nervensystem: Aktivierung Sympatikus
5. Katch: Hormone werden erhöht --> Periphere Gefässerweiterung
HF & SV
6. Autonomes Nervensystem: Regulierung
Was passiert bei Belastungsabbruch?
1. Bewusste Entscheidung: Stopp
2. Stopp zentrale Aktivierung (Muskelfasern & Atmung)
Zielwert für Blutdruck zurück auf Ruhelevel
3. Lokale Durchblutung in der Muskulatur sinkt
4. Deaktivierung Sympathikus
5. Herz Kreislauf Aktivität sink, Katecholamine sinken
6. Feedback über Sensorsystem --> Ruhewerte
Was steuert die Durchblutung der aktiven Muskulatur?
Regulation lokal "intrinsisch" wie auch neuronal "extrinsisch"
In aktiven Muskulatur --> Durchblutung der Arteriolen lokal durch:
a. Veränderung der Sauerstoffkonzentration und Stoffwechselprodukten
b. Blutdruck in den Arteriolen
c.Aussschüttung von gefässerweiterten Metaboliten (Stickstoffmonoxid)
stimuliert und gesteuert
Kardiovaskuläre System muss Blutversorgung leiten, wo Bedarf ist. --> in der aktiven Muskulatur
Steigerung Blutdruck + Herzminutenvolumen = grösseren Bllutfluss im Körper
Blutversorgung zu verschiednen Organen über Symphatikus Aktivität reguliert.
symphatische Stimulation führ in Gefässen zum Magendarm-Trakt, Nieren und Leber zu einer Vasokonstriktion. Wärend Effekt in der aktiven Muskulatur durch lokale Vasodilation überwunden wird und somit ein Grossteil (bis 80% bei Max. Belastung) des gesamten herminutenvolumens zur aktiven Muskulatur geleitet werden kann.
Welche Blutgefässe verengen sich bei körperlicher Aktivität, welche erweitern sich?
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).
Was würde passieren, wenn eine Person mit dysfunktionalen Barorezeptoren Sport treibt?
Sportliche Aktivität erhöht den Sauerstoff- und Energiebedarf der aktiven Muskulatur und führt lokal zu einer Gefässerweiterung und damit zu einer erhöhten Blutversorgung zur Muskulatur. Der damit zusammenhängende Blutdruckabfall würde von den dysfunktionalen Barorezeptoren nicht registriert und nicht korrekt zum ZNS übermittelt werden, d.h. der normale «Baroreflex» (Ausschüttung von Katecholaminen und die damit zusammenhängende Erhöhung der Herzfrequenz, Schlagvolumen und Eng-/Weitstellung der Gefässe) bleibt aus und der Blutdruck kann nicht auf den Soll-Wert gebracht werden. Das ZNS erhält also keine Anhaltspunkte über den systemischen Blutdruck und kann seine regulatorische Funktion nicht richtig wahrnehmen. Eine Folge davon könnte z.B. ein Bewusstseinsverlust sein, wenn die Durchblutung des Gehirns nicht mehr gewährleistet werden kann. Andererseits könnte die durch den Sport angeregte zentrale Aktivierung und die damit verbundene Sympathikus Regulation zu einem unkontrollierten Anstieg des Blutdrucks führen.
Wie unterscheidet sich die physiologische Reaktion des Körpers zwischen einer willkürlichen Aktivität und einer künstlichen Muskelaktivierung?
willkürliche Aktivierung --> neuronale Ansteuerung der Muskulatur über efferente Nervenfasern --> initiert durch central command, je nach Bedarf benötigten Muskelstränge aktiviert und spezifishce Muskelfasertypen aktiviert.
zentrale Aktivierung = viele weitere kurzfristige physiologische Anpassungen in respiratorischen und kardiovaskulären System
künstliche Aktivierung --> bsp. Elektrostimulation imitiert das Aktionspotential, im Normalfall über willkürliche Bewegung Muskelaktivierung vom ZNS über efferente Nervenfasern übermittelt wird. Künstliche Aktivierung --> primär oberflächliche Muskelfasern aktiviert. Physiologische Anpassungen mit Zentralen Aktivierung im Zusmmenhang entfallen (wie bsp. Erhöhung Zielwert des Blutdrucks)
Wieso steigt die Atmung so deutlich an, sobald es anstrengend wird?
Disproportionale Anstieg der Ventilation bei einer Belastungsintentsität um ca. 55-75% der max.Sauerstofaufnahme
Laktat Werte bei etwas anstrengend bis anstrengend
2-6 mmol/L
Werte VO2 in Abhängigkeit der Leistung
(Leistung in Watt ∙ 10 + 800) mL/min
Beispiel: 100 Watt►100 ∙ 10 + 8001800 mL/min
Beispiel: 300 Watt►300 ∙ 10 + 8003800 mL/min
Abhängigkeit von Intensität (Grafik & Parameter)
- aerober Stoffwechsel
- anaerober Stoffwechsel
- von aerob und anaerob beinflusst
Wann werden die Typ II Fasern aktiviert?
Aktivierung abhängig von Belastungsintensität.
ab anstrengenden Belastungsintensität, wenn die Typ I fasern die benötigte Kontraktionskraft nicht mehr alleine aufbringen können, schalten sich Typ II Fasern dazu.
Um Typ II Fasern zu rekrutieren muss die Aktivität also entweder charakterisiert sein durch einen hohen Wiederstand (bsp. Kraftraining) oder eine hohe Leisungsabgabe (power output)
In welcher Situation ist der anaerobe Stoffwechsel aktiv, der aerobe aber nicht?
NIE!!
Es gibt keine Situation wo dies der Fall ist. Es ist immer zuerst der aerobe Stoffwechsel aktiv:
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Herzfrequenz
Herzfrequenz (HF)
Masseinheit S/min
In Ruhe 40-60
Maximalwerte 160 - 210
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Herzminutenvolumen
Herzminutenvolumen = Q
Masseinheit L/min
in Ruhe 5
Max.Werte 20-40
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Schlagvolumen
Schlagvolumen = SV
Masseinheit mL
In Ruhe 70
max.Werte 100-200
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Aktiv. von Typ I Fasern
Akt. Typ I
%
in Ruhe 0
max.Wert 100
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Aktiv. con Typ II Fasern
Akt Typ II
%
in Ruhe 0
Max. Wert 100
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Atemminutenvolumen
Atemminutenvolumen = VE
Masseinheit L/min
in Ruhe 8
max.Wert 100-200
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Sauerstoffaufnahme
Sauerstoffaufnahme = V02
mL/min
in Ruhe 200-500
max.Werte 2'500 - 6'000
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Kohlendioxidabgabe
Kohlendioxidabgabe = VCO2
mL/min
in Ruhe 150 - 400
max. Werte 3'000 - 7'000
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Respirattorische Austauschrate (VCO2/VO2)
RA
masseinheit = keine
in Ruhe 0.75 -0-85
max.Wert 1.05-1.25
Wertebereiche
Abkürzung, Masseinheit, in Ruhe, Maximalwerte
Blutlaktatkonzentration
Laktat
Masseinheit = mmol/L
in Ruhe 0.5 - 1.5
Max.Werte 7-15
Was ist Ermüdung und ab wann tritt sie ein?
Belastungen die:
mind. "anstrengend" sind
mind. 5min dauern
Wieso entsteht Ermüdung?
- Belastung
- Störung Homöostase
- Gefahr Lebenswichtiger Prozesse & Organe
Wo entsteht Ermüdung (4Modelle)
1. Akkumulation
2.Depletion
3. Hitze
4. ZNS
Wo entsteht Ermüdung
Ermüdung durch Akkumulation
Herz-/kreislaufsystem kann nicht genug Sauerstoff zu den aktiven Muskeln transportieren
--> Anaerobe Energiebereitstellung
--> Akkumulation von Laktat (=Übersäuerung)
--> Erschwerung der Leistungserbringung
Wo entsteht Ermüdung
Ermüdung durch Depletion
Glykogen und Glukosespeicher sind leer
--> nur Fettmetabolismus möglich
--> kleinere max. Energieflussrate
--> Erschwerung der Leistungserbringung
Wo entsteht Ermüdung
Ermüdung durch Hitze
1. Mechanismus:
- Leistungserbringung produziert Wärme (chemisch und mechanisch)
- Hitzebedingunge (Wetter) erwärmen Körper zusätzlich
- Körpertemperaturen > 40° gefährlich (Kreislaufversagen, Denaturierung Proteine)
=> zentrale Aktivierung nimmt ab
2. Mechanismus:
Schwitzen ist die Kühlstrategie des Körpers --> Wasserverlust
