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All main topics / Medizin / Physiologie

praktikum Ergometrie (66 Cards)

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Anpassung des Kreislaufes an die veränderten Anforderungen bei köperlicher Leistung?
- lokalmetabolitisch
- systematische Adaption
Vorbemerkung: der Blutdruck muss auf systemischer Ebene +/- aufrechterhalten bleiben, so das lebenswichtiger Organe immer gewährleistet ist.

Muskelarbeit:  Arbeitende Muskulatur braucht mehr Sauerstoff ->
                          mehr Durchblutung

-> wird durch lokale Adaptation (lokalmetabolisch) im Muskel erreicht:
sinkende Kontraktion der Arteriolenwand -> steigender Arteriolendurchmesser -> sinkender Strömungs-R ->
steigende Muskeldurchblutung

Systemische Adaptation:
steigendes I (= HMV) und steigender R in anderen Territorien
„kompensieren“
sinkender R in arbeitenden Muskeln
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Aufrechterhaltung des Blutdruckes
P= R * I                (I = HZV = Hf * SV)

wenn R abnimmt muss HZV zunehmen und umgekehrt
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Anpassung des Atmung an die veränderten Anforderungen bei köperlicher Leistung?
Adaption der Ventilation: so dass Blut vermehrt anfallenden CO2 befreit und genügend mit O2 gesättigt (arterialisiert).
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Steuerungs -und Regulationsmechanismen des Kreislauf und der Atmung
-vor der Arbeit
-Zu Beginn der Arbeit aber noch vor der Veränderung der Regelgrössen
Vor der Arbeit: Vorsorgliche Adaptation:

Erwartungs- / Start- /  Bereitschaftsreaktion (Verhaltensmuster kortikalen Ursprungs über Hypothalamus geleitet; limbischer Einfluss)


Zu Beginn der Arbeit aber noch vor der Veränderung der Regelgrössen: 

Antizipatorische Adaptation (Störgrössenausschaltung):
-Mitinnervation: "Seitenast" zu Kortikospinalbahn meldet angeordnete motorische Leistung an Kreislauf- und Atmungszentrum.
-Rückmeldung von Mechanorezeptoren in Sehnen und Gelenken (Meldung ausgeführter Leistung).
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Steuerungs -und Regulationsmechanismen des Kreislauf und der Atmung
-während der Arbeit
Während der Arbeit: Rückkoppelung durch Regelkreise:

Sensoren des Herz-Kreislauf Regelkreises melden:
Istwert des Blutdruckes (Karotissinus); Istwert der Venen- und Vorhoffüllung (Spannungsrezeptoren)

Sensoren des Atmung Regelkreises melden: Istwert des extrazellulären pH's (und PCO2) im Stammhirn. Istwert der arteriellen PO2 in Glomus caroticus und
aorticus.
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Stellglieder für
-Herz und Kreislauf und Reglung (grob)
-Stellglieder der Atmung
Die Stellglieder sind für Herz und Kreislauf:
-Herzfrequenz (Hf),
-Schlagvolumen (SV),
-peripherer Widerstand (R),
-Gefässkapazität und Blutvolumen.

Diese werden kurz- und mittelfristig über das vegetative Nervensystem (inklusive via Nebennierenmark) und hormonell (z.B. Angiotensin II, ANP, Vasopressin (ADH)) geregelt.

Stellglieder der Atmung sind:
Frequenz und Atemzugvolumen.
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Praktisch Ergometrie oft mit was?
-Was bei Ischämie
oft mit EKG

Bei Ischämie ST-Strecke herabgesetzt
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3. Methodik (versuch 1)
Auf der Brust der Versuchsperson werden zur Ermittlung der Herzfrequenz submamillär (unter Brust) beidseitig je eine mit EKG-Creme bestrichene Elektrode angebracht und mit dem "Cardiometer" verbunden.

1) Auf dem Fahrrad-Ergometer (elektrisches Modell) sitzend wartet die Versuchsperson den kardiovaskulären "steady-state" in Ruhe ab. Während 5 - 10 min werden jede min Blutdruck und Pulsfrequenz bestimmt und die Werte werden in die nachstehende Graphik eingetragen.

Der Puls wird an der Arteria radialis palpiert, während 15 sec gezählt (0, 1, 2,...) und mit 4 multipliziert (Pulsfrequenz in min-1). Die palpatorisch  ermittelte Pulsfrequenz wird mit dem Cardiometer-Wert verglichen.

2)Anschliessend wird die Versuchsperson während 5 - 7 min mit 75 Watt belastet. Während der Arbeit und der anschliessenden  Erholungsphase (möglichst bis zum Erreichen der Ausgangswerte) werden wieder jede min Blutdruck und
Pulsfrequenz bestimmt.
Die Ergebnisse werden auch in die nachstehende Graphik eingetragen.
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3. Resultate (welche bei Versuch 1)
-zur Versuchsperson
-zum Versuch
Graphik Kreislauf – Belastung auf Millimeterpapier zeichnen 
Y-Achse: Herzfrequenz (min-1) und arterieller Blutdruck (mm Hg)
X-Achse: Zeit (min)

Notieren Sie: 
•  zur Versuchsperson: Geschlecht, Alter, Gewicht, Grösse, Anamnese 

•  zum Versuch: Maximale Herzfrequenz, Zeit bis Arbeits-steady state, Erholungszeit, Erholungspulssumme
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Veränderung bei erhöhter Leistung:
-HZV
-Hf
-BD
-SV
-TPR
Antwort
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3. Blutdruckänderungen
Antwort
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3. Anpassung bei Belastung
-Am Anfang
-wie registriert
-wie reagiert
Am Anfang der Belastung sollte Blutdruck (welcher BD) kurz sinken! Da in den Arteriolen der Musklen lokal metabolisch eine Vasodilatation stattfindet → Blutdruck sinkt!

Lokal Metaboliten: Adenosin, Protonen, pH, CO2, Temperatur, Calium

Durch Dehnungsrezeptoren wird der erniedrigte Druck gemeldet und somit wird der Sympathicus aktiviert.

Sympahticus: -Vasokonstriktion  in den Arteriolen des Magendarmtraktes und Niere
- Hf erhöhen 3-4mal (Chronotropie erhöht; Bathmotopie erhöht= erhöhte Erregbarkeit, Dromotropie erhöht =erhöhte Leitungsgeschwindigkeit)

- Schlagvolumen erhöhen 2mal (Inotropie positiv, Schnelligkeit der Kraftempfindlichkeit erhöht)
→wenn Hf und Schlagvolumen erhöht führt das zu einem erhöhten Herzminutenvolumen
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3. Erholungszeit
Zeit bis der steady state in Ruhe wieder erreicht ist
Je länger, desto untrainierter eine Person; dauert länger bei schweren physischen Arbeiten als bei leichten.
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Erholungspulssumme
Zahl der Herzschläge, die nach Arbeitsende noch über dem Ruhewert liegen -> einfach alle gemessenen Herzfrequenzen zusammenzählen -> wenn EPS < 100 dann war Arbeit nicht ermüdend
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4.Arbeitskapazität 170
-Was sagt Wert aus (junge/alte)
-entspricht was ungefähr und kann noch in welchem Zustand vollbracht werden?
-wie kann man praktisch auf den AK 170 kommen
(Extrappolierter) Wert der Leistung, bei welcher die Herzfrequenz bei jungen Versuchspersonen (bis 40 Jahre) 170 beträgt (oder über 40: 210 - Alter).

Erfahrungsgemäss entspricht dieser Wert ungefähr 80 % der aeroben Kapazität (VO2 max).In der Regel noch im kardiovaskuläre steady-state

Die Herzfrequenz steigt - abgesehen von kleinsten und höchsten Belastungen - mit zunehmender Leistung linear an. Deshalb kann die AK170 aus den Herzfrequenz-Werten bei mindestens zwei verschiedenen mittelschweren Belastungen extrapoliert werden. (Der Ruhewert darf für die Extrapolation nicht gebraucht werden.)
(in Prüfung 3 nehmen)
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4. Ergometer: Versuch 2
-welcher Versuch
-Eigenschaft
-welche Tretfrequenz sollte man haben
-Was wird verändert -> Beeinflusst was (2 Dinge)
Versuch AK 170 und Hf und Puls

Das Ergometer ist zwar drehzahlunabhängig (die erbrachte mechanische Leistung bleibt konstant auch bei Änderung der Tretfrequenz), aber die Drehzahl sollte trotzdem im Bereich von 60 - 80 U/min bleiben.

Höhere oder tiefere Tretfrequenzen verschlechtern den Wirkungsgrad, so dass die Sauerstoffaufnahme (VO2) und demzufolge auch die Hf bei gleicher mechanischer Leistung höher sind.
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4. Versuch 2
-was wird gemacht
-wie lange dauert es etwa
-was nicht vergessen
VP submamillär beidseits je eine Elektrode angebracht und mit dem Cardiometer verbunden. (Anamnese nicht vergessen)
• VP, sitzt, vor der Arbeit, 5 min ruhig auf dem Fahrrad-Ergometer

• Es werden 2 (besser 3) Belastungen gewählt, bei denen die Vp für je 6 min mit einer Drehzahl zwischen 60 und 80 /min tritt.

• Zwischen den Belastungen muss eine 5 min Pause eingelegt werden.

• Die Herzfrequenz wird jede Minute am Cardiometer abgelesen, gleichzeitig palpatorisch kontrolliert und der steady state-Wert für die gegebene Belastung auf der Graphik eingetragen.

nicht vergessen: Anamese, Grösse, Gewicht, Alter, Geschlecht
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4.Belastungen wählen
-Erste Belastung: Je nach erwarteter AK170 (siehe Nomogramm nach Bühlmann): 70-100 W

- Zweite Belastung: ungefähr 50 W höher als erste Belastung

-Dritte Belastung: Zur Kontrolle der Erwartung kann man den aus der Gra-phik extrapolierten AK170 Wert wählen. Wichtig ist zu zeigen, dass die Beziehung Leistung/Herzfrequenz linear ist
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4. Resultate: Versuch 2
Die graphisch ermittelte AK170 wird mit den Werten des Nomogramms nach Bühlmann verglichen.

Graphik Arbeitskapazität 170 auf Millimeterpapier zeichnen
Y-Achse: Herzfrequenz (min-1)
X-Achse: Leistung (Watt)
(auf linke Seite aufkleben)

Notieren Sie zur Versuchsperson: Geschlecht, Alter, Grösse, Gewicht, Anamnese

Vergleichen Sie das Resultat mit der Soll AK
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4. ATP - Konz. in Muskeln
wann erschöpft ohne Nachschub
ca. 5 umol/g Muskel
Nach 2-4 sek.
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4) 4 Stoffwechselprozesse zur ATP-Resynthese
1) Hydrolyse von Kreatinphosphat

2) Anearobe Glykolyse

3) Oxidation von Kohlenhydraten

4) Oxidation von Fettsäuren
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4) Hydrolyse von Kreatinphosphat
-Wie geht
-Geschwind. Stoffwechselvorgang
-Sauerstoff?
Endprodukt
-Atp synthese
Dauer
Ein energiereiches Phsophat wird vom Kreatin direkt auf das ADP übetragen und zwar im Zytoplasma der Muskelzellen in unmittelbarer Nähe der kontraktilen ElementeAktin und Myosin.

-Verläuft sehr schnell

-Verbraucht kein Sauerstoff

-Endprodukt: Kreatin + Phosphat

ATP-Synthese umol/g/s: 1,6-3

Dauer: 10-20 s


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4) Anaerobe Glykolyse
-Wie geht
-wo
-Sauerstoff?
-Substrat
Endprodukt
-Atp synthese
Dauer
wie: Während Abbau von Glykose zu Pyruvat wird ATP zu ADP und freiem Phosphat resynthetisiert.
Falls entstehende NADH nicht in der Atmungskette zu NAD+ oxidiert werden kann, weil z.B. zu wenig Mitochondrien vorhanden sind oder das Pyruvat nicht rasch genug ins Mitochondrium gelangt, wird das Pyruvat im Zytoplasma als Oxidationsmittel genützt; es entstehen Milchsäure, die zu positiv geladenen Protonen und negativ Laktat dissoziiert.

wo: Zytoplasma

Sauerstoff: kein

Substrat: Glykogen

Endprodukt H+ Laktat

ATP-Synt. umol/g/s : 1

Dauer: 4min
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4) Oxidation von Kohlenhydraten
Wie geht
-wo
-Sauerstoff?
-Substrat
Endprodukt
-Atp synthese
Dauer
Pyruvat und NADH werden in Mito zu Wasser und CO2 verstoffwechselt.
Dafür wird O2 benötigt

Zitronenzyklus und Atmungskette ermöglichen die Bildung von grossen Mengen ATP. Man spricht von aerober Energiebereitstellung

Substrat: Glykogen + O2

Endprod.: H+ u. Laktat

ATP-Syn: 0,5

Dauer 100 min
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4) Oxidation von Fettsäuren
Wie geht
-wo
-Sauerstoff?
-Substrat
Endprodukt
-Atp synthese
Dauer
Fettsäuren via betta- Oxidation dem Zitronenzyklus

wo: Mito

Substrat: Fett + O2

Endprodukt: CO2 + H2O

ATP-Syn: =,25

Dauer : Tage
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Frage
Im linearen Bereich nimmt die Hf (und die Atmungsfrequenz) linear mit der Leistung zu. Im Bereich der maximalen Leistung (und darüber) flacht die Herzfrequenz ab (max. Hf  = 210) und die Atemfrequenz nimmt überproportional zu.
Das Herz kann die Leistung nicht mehr an den O2- Verbrauch der Muskeln anpassen.
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5. Versuch 3
-wie wird Atmung bei Leistung gesteigert?
-Arbeitsbelastung und Sauerstoffaufnahme?
Während körperlicher Arbeit wird die Atmung durch zentral-nervöse, peripher-nervöse, blutchemische und hormonelle Faktoren proportional zur Leistung gesteigert.


Zwischen Arbeitsbelastung und Sauerstoffaufnahme (VO2) besteht eine lineare Beziehung.
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Versuchsziele
Durchführung einer einfachen Ergometrie  mit spirometrischer Erfassung der Ventilationsgrössen, der O2 Aufnahme (VO2≈ O2 Verbrauchsrate) und der CO2
Abgabe (VCO2 ≈ CO2 Produktionsrate)  (als Selbstversuch bei der Prüfung).

Beurteilung der Anpassung  der Atmung und der relativen Konstanz des Verhältnisses Ventilation-Perfusion anhand des Atemäquivalents (EQO2).

Prinzip der indirekten Kalorimetrie erfassen, Respiratorischen Quotienten (RQ) und Energieumsatz (Leistung) berechnen. Wirkungsgrad einer mechanischen Arbeit berechnen.
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5. Methodik: Versuch 3
Mit was?
Die Atemstromstärke (Fluss) wird mittels Pneumotachograph (Spirometriesensor) online gemessen (siehe 2.4 Atmungsplatz) und aus diesen Werten werden Atemzugsvolumen (VT), Atmungsfrequenz (AF) und Atemminutenvolumen (VE)
automatisch errechnet.

Mittels eines  gekoppelten Gasanalysegerätes werden
die Sauerstoffaufnahme- (VO2) und CO2 Abgaberaten (VCO2) bestimmt.
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5 Methodik Versuch 3
was macht versuchsperson
Ruhe-steady state: Vorerst wird die Ruheatmung während 3 Minuten registriert. VO2, AF und VT bleiben gegen Ende dieser Zeit annähernd konstant (steady state). 

Arbeit: Die Versuchsperson tritt während 5 min mit einer Belastung von 75 Watt (50 Umdrehungen/min bei einer Bremskraft von 1,5 kp).

Erholung: Anschliessend sitzt die Versuchsperson wieder ruhig, bis sich VE und VO2 normalisiert haben, die stationären Verhältnisse (steady state) von vor der Belastung also wieder erreicht sind.
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5.Methodik: Versuch 3
wichtig vor Kalibrierung
Schlauche
was nicht vergessen
Die Versuchsperson sitzt ruhig auf dem Fahrrad-Ergometer (mechanisches Modell, drehzahlabhängig) und atmet mit einem Mundstück durch den Pneumotachographensensor

(Achtung! Verbindungsschläuche für Druck- und Gasmessungen immer nach oben richten! Nasenklemme nicht vergessen und Mundstück fest umschliessen).

Wichtig vor Kalibrierung: Pumpe immer bis zum Anschlag im gleichen Rhythmus wie die Computersimulation rein- und raus ziehen.

Zum Zusammmenbau: blau markiertes Schlauchlein beim blauen Punkt reinstecken.
Schläuchlein am Verbindungsstück nicht vergessen. Schläuch emüssen immer oben liegen, damit Speichel nicht reinfliessen kann. Mundstück drauf,

Nasenklemme nicht vergessen.
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5. Resultate und Auswertung Versuch 3
Die steady state Ventilationsgrössen, VO2, RQ und EQO2 vor und während der Arbeit werden in die nachstehende Tabelle eingetragen (zB Mittelwerte für die Zeiten (Min) 2:00 - 2:50 (Ruhe) und 7:00  - 7:50 (Belastung)).

Ausserdem werden O2-Defizit und O2-Schuld graphisch approximativ bestimmt und auch in die Tabelle eingetragen.

Der Energieverbrauch an den gleichen Zeitpunkten (in W und ev. in kJ (Kal) pro 24 Std.) sowie der Wirkungsgrad beim Fahrradfahren werden berechnet.

Man vergleicht das Atemzugvolumen (VT), die Atmungsfrequenz (AF), das Atemminutenvolumen (VE), die Sauerstoffaufnahmerate (VO2), den respiratorischen Quotienten (RQ), den Energieumsatz (Leistung), und das "Atemäquivalent" (EQO2) vor und während der körperlichen Belastung.
• Zeichnen Sie O2 Defizit und O2 Schuld auf die ausgedruckte Graphik ein.
• Vergleichen Sie den Kurvenverlauf der O2 Verbrauchsrate mit dem der Herzfrequenz (siehe Kreislauf-Belastung)
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Atemzugvolumen
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
Vt

ml

(BTPS)

in Ruhe: 500-600
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Atemzugfrequenz
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
AF

min^-1

in Ruhe:  10-15
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Atemminutenvolumen
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
Atemminutenvolumen (exspiratorisches Volumen VE * fresp); auch Atemzeitvolumen genannt ( & V°T = VT * fresp)V°E

l/min

(BTPS)

In Ruhe: 6-9
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Sauerstoffaufnahmerate
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
= Sauerstoffverbrauchsrate

V°O2

l/min

(STPD)

In Ruhe: 0.25-0.35
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CO2 Abgaberate
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
-V°CO2

-l/min

STPD

In Ruhe: 0,21-0,3
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0
Respiratorischer Quotient
-was
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
VCO2  (l * min^-1)
   VO2    (l * min^-1)

RQ

keine

In Ruhe: 0,85 (bei Mischkost) u. 1 (für Glukose)
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Atemäquivalent (EQo2)
-was
-Abkürzung
-Einheit
-Wert in Ruhe
-was sagen erhöhte Werte
Verhältnis von Atemminutenvolumen zu Sauerstoffverbrauch.
VE    (l * min-1)
VO   (l * min-1)

keine

in  Ruhe: 20-30

Erhöhte Werte weisen auf Hyperventilation und/oder  Verteilungsstörung (Gebiete der Lunge werden verhältnismässig zur Perfusion zu viel ventiliert) und/oder erhöhte Totraumventilation).


(In der Klinik wird auch das Verhältnis Atemminutenvolumen / CO2 Ausatmungsrate gemessen)
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Energieumsatz
-was
-Einheit
-Wert in Ruhe
Energieäquivalent * V°O2 * 10^3 (Umrechnung kJ zu J)
    60 (Umrechnung min zu sec)

-J/s = W oder KJ/24h

in Ruhe 85-115W (7400-10000 kJ/24h)


(Energieäquivalent bei Ruhe20,4 kJ/O2; bei Arbeit 21,1 kJ/O2)
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0
Wirkungsgrad  
-was
-Einheit
-Wert bei 75 W
100 x mechanisch umgesetzte Leistung
(Leistungsumsatz – Ruheumsatz)

(Leistungsumsatz=Energieumsatz bei Arbeit; Ruheumsatz = Energieumsatz bei Ruhe)

(%)

Werte bei 75 W: 20-25

Wirkungsgrad abhängig von art der Bewegung: günstig Treppensteigen und Radfahren ca 25%; meisten Arbeitsformen 10%
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Aerobe Kapazität

V°O2 max: Maximal erreichbare O2 Aufnahme bei starker Belastung
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5. Anaerobe Schwelle
-5 spezifitäten
-V°O2
Leistungsgrenze über die kein steady state mehr besteht:

Darüber ist anaerobe Arbeit nicht mehr kompensiert, sodass der Laktatspiegel über die Zeit steigt (spezifisch: Δ Laktatspiegel nach 10 und 30 min einer konstanten Leistung ist
grösser als 1 mmol/l).

Erfahrungsgemäss flacht jenseits der anaeroben Schwelle die Zunahme der Herzfrequenz verhältnismässig zur Leistungssteigerung ab und umgekehrt nimmt das Atmungsminutenvolumen unverhältnismässig zu.
Änderung der Schweisszusammensetzung.

Die O2 Aufnahme bei der anaeroben Schwelle liegt immer unter der V°O2 max (maximale Sauerstoffverbrauchsrate), nähert sich aber daran durch Training an. (D.h. auch das V°O2 max nur oberhalb der anaeroben Schwelle erreicht werden kann, siehe Graphik)
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5. Anaerobe Schwelle: Blutlaktatkonzentration
Da die Höhe der Laktatkonzentration bei der anaeroben Schwellenleistung individuell verschieden ist, kann diese nicht mittels einer bestimmten Laktatkonzentration (z.B. 4 mmol/l) definiert werden.

Gut trainierte Ausauerathleten haben bei der anaeroben Schwellenleistung tiefere Blutlaktatkonzentrationen als weniger gut trainierte Personnen, weil einer der Ausdauertrainingseffekten die Verbesserung der Blutlaktatverwertung betrifft.
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ATPS
Ambient Temperature (variabel),

Pressure (atmosphärisch, variabel),

Saturated (von Temperatur abhängige Variable)
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BTPS
Body Temperature (37°C),

Pressure (atmosphärisch, variabel),

Saturated (PH2O = 47 mmHg bei 37°C)
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STPD

Standard Temperature (273°K),

Pressure (760 mmHg),

Dry (PH2O = 0)
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Energetisches Äquivalent
= kalorisches Äquivalent: Energie, welche beim Verbrauch eines Liters O2 (STPD Bedingungen, 1l = 1/22.4 mol) produziert wird.

Dieser Wert ist abhängig vom oxidierten Substrat:
 
  -für Kohlenhydrate (bei Arbeit): 21.1 kJ /l O2  (= 5.05 Kcal/ l O2)
  -für Proteine: 18.8 kJ /l O2  (= 4.50 Kcal/ l O2)
  -für Fette: 19.6 kJ /l O2  (= 4.69 Kcal/ l O2)
  -für Mischkost (bei Ruhe): 20.4 kJ/ l O2  (= 4.87 Kcal/ l O2).
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O2-Defizit
was ist es
wie entsteht es
von was abhängig
(Eingehen der O2-Schuld): O2-Volumen, das bei einer physischen Arbeit weniger gebraucht wird, als dasjenige, welches bei der gleichen voll aeroben Arbeit verbraucht würde.

Im Gegensatzt zur Leistung steigt V°O2 verlangsamt und erreicht erst nach 2-3 min steady-state
Am Anfang einer Arbeit, bevor die zellulären, lokalen und
systemischen Anpassungen stattgefunden haben, wird die Muskelleistung auf Kosten existierender Reserven erbracht.

Abhängig: überproportional von Leistung; Trainingszustand der VP
(Je besser trainiert, umso kleiner ist das O2-Defizit, weil der initiale Aufbau der arteriovenösen O2-Differenz nach dem Training rascher abläuft (grösseres Herzschlagvol., bessere Kapillarisierung der Musk., mehr Mito.)


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O2-Defizit: Anteile die zu Beginn der Arbeit ATP liefern das nicht durch oxidative Phosporylierung bereitgestellt werden kann.
Hydrolyse von Kreatin-P

anaerobe Glycolyse ("unkompensierte"; Zunahme des Laktatspiegels)

O2- Reserve des Myoglobins

O2-Reserve des Hämoglobins

O2-Reserve der Alveolarluft (im Rahmen der funktionellen Residualkapazität)

(Da be einem wachsenden O2-Def. v.a. die anaerobe Glykolyse zunimmt, wird bei sehr grossen Leistungen die Übersäuerung der Musk. zum Leistungsabbruch zwingen, bevor das O"-steady state erreicht worden ist.
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O2-Schuld
was
was dient sie
was ist mit O2-Defizit während der Arbeit
(Tilgung)
Zusätzlicher O2-Verbrauch (zusätzlich zu steady state Wert bei Ruhe) nach Absetzen einer physischen Arbeit.

Ein wesentlicher Teil davon dient dazu, das eingegangene Defizit "zurück zu bezahlen".

Nachdem V°O2 einen staedy-state erreicht hat, bleibt das O2-Defizit bestehen und wird erst in Erholungsphase wieder audgeglichen (siehe oben)
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Gründe wieso O2 Schuld grösser als O2- Defizit ist :
-Resynthese von Kreatin-p
-Glukosebildung aus Laktat
-Oxidation von Laktat im Zitratzyklus
-Auffüllung der O2-Speicher von Hämoglobin und Myoglobin

-erhöhte Aktivität der Na+/K+-ATPase bis zum Erreichen des Ausgangszustandes (während der Muskeltätigkeit ist bei den Muskelfasern vermehrt Kalium aus -und Natrium eingetreten)

-Resteffekt der thermogenen Hormone Adrenalin, NA, Thyroxin und Glukokortikoide, die während der körperlichen Arbeit freigesetzt wurden  (halten den Stoffwechsel während der Erholungsphase noch erhöht)

-vermehrte Atmungs und Herztätigkeit

(-Enzyme haben bei warmen Muskeln nicht ihr Maximum)
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Einsparen von Muskelglycogen:
Oxidation von Fettsäuren

Verstoffwechslung von Blutglukose:
-die aus der leber (Abbau von Leberglykogen oder Glukoneongeneses aus Laktat und Aminosäure)oder aus dem Dünndarm (Glcabsorbtion) stammen kann.
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Laktatabgabe
Die bei anaerober Energiebereitstellung entstehende Milchsäure dissoziiert bei physiologischem pH in Laktat- und H+. Entsprechend dem Laktatkonzentrationdgradienten erfolgt der Laktattransport langsam aus den Typ-IIx-Fasern mittels Laktat-H+-Cptransporter ins Mlut. Die Blutkonz. steigt von 1 auf bus zu 20 mmol/l bei entsprechend trainierten Weltklasseathleten.
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Laktatsoffwechsel
Das vorwiegend in Typ-II-Fasern entstehende Laktat wird in Typ-I-Fasern , Herz- und Leberzellen in Pyruvat zurückverwandeltund dann in den Mitochondrien unter reichlicher Erzeugung von ATP oxidiert.
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5. Muskeldurchblutung
Kontaktzeit in den Kapillaren
In Ruhe: 20-49ml/kg/min
intensiver dynamischer Arbeit:
-untrainiert: 1,3 l/kg/min
-trainiert:1,8 l/kg/min

Kontaktzeit in K: 1s auf 200ms bei Arbeit
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5.Ausdauertraing Veränderungen
Blut
Herz
Atem
Muskulatur
Laktatverwertung
Plasma steigt , Erys konst. ->Hk sinkt

Herzvolumen (dlietiert), Herzgewicht (Hm Hypertrophieren)

Atemzeitvolumen erniedrigt, Atemäquivalent erniedrigt, max AZV nimmt zu.

Anpassung der Muskulatur: TypII zu TypI -> besser Kapillariesiert, Mehr Mito, aerobe Enzymaktivität grösser, Fetttröpfchen im M. grösser

Verbesserung der Laktatverwertung : Leber, Muskel und Herzzellen ist Laktatdehydrogenase - Isoenzym -zusammensetzung besser (bessere Laktat zu Pyruvat umwandlung)

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Verbesserung der anaeroben Leistungsfähigkeit
-Ausdauertraing beim untrainierten hat zuerst v.a. welchen Effekt
-Zunahme von Intensität und Dauer des Trainings führt zu welchem Effekt
-Zuerst Anstieg von V°O2max bis zu 20% (durch grösseres max HZV, bessere musk. Kapillarisierung, zunahme d. Mitodichte)

-weitere Ausdauertraining:
verbessert dann anaerobe Schwellenleistung (verbesserte Laktatclearence)
V°O2 bei anaerober Schwele  näher beim V°O2max (70%->90%)
Ausdauerkapazität erhöht sich (Leistung bei Anaerober Schwelle)
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Dauerleistungsgrenze
Arbeit ohne zunehmende muskuläre Ermüdung während 8 h erbracht wird.
Die Herzmudkulatur arbeitet dauernd, ohne zu ermüden, da die in jedem Aktionszyklus enthaltene Pause für eine völlige muskuläre Erholung ausreicht.

Hf 130/min
AZV 30 l/min
Erholungszeit für die Hf: unter 5min
EPS: unter 100
Blutlaktatkonz: unter 2 mmol/l
V°O2 von 50% V°O2 max
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Sympathikus:
z.T schon vor (Vorstandzustand) spätestens aber gleichzeitig mit der körperlichen Aktivität nimmt der Sympatikustonus zu.
(letzter ist u.a. durch zentrale Mitinnervation vegativer Neurone durch motorische Bahnsysteme bedingt).

Aktivierung d. Sym.führt:

-zur Erhöhung der Plasmakonz. von NA (aus sympathischen Nervenendigungen freigestzt) und von Adrenalin (vom NNM ausgeschüttet).

-Erhöhte Energiebereitstellung durch eine Steigerung des Muskelglykogenabbaus sodie durch eine gesteigerte Lipolyse im Fettgewebe
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Umstellung von Atmung bei Arbeit
leichte Arbeit (unterhalb anaerober Schwelle) bedarfsgerechte Mehrventilation (Hyperpnoe), ausgelöst durch eine metabolischen Antrieb aus der arbeitenden Muskulatur (Muskelrezeptoren) sowie durch eine kortikale Mitinnervation

schwere Arbeit (oberhalb der anaeroben Schwelle) überpropprtonale Anstieg des Atemzeirvolumen (AF * Atemzugvolumen) (Hyperventilation) wied durch metabolische Azidose des Blutes ausgelöst, deren Ursache eine vermehrt Milchsäure - und damit Protonenbildung im arbeitenden Muskel ist.
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Author: Tibor
Main topic: Medizin
Topic: Physiologie
Published: 26.02.2010
 
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