Síly mohou být rozděleny na vnitřní a vnější.
Vnitřní síly
Kardiorespirační systém je vlastně transportním systémem, který umožňuje příjem a roznos kyslíku a dalších potřebných látek do tkání. Také se pomocí něho dostává oxid uhličitý a další zplodiny z těla ven. Je tvořen dýchacím a oběhovým systémem. V této kapitole se budeme zabývat oběhovým systémem.
Stavba oběhového systému, srdce
Oběhový systém je tvořen centrálním orgánem – srdcem a cévami. Srdce (obr. 17) funguje jako pumpa, která vypuzuje krev do celého těla.
Obrázek 17 Stavba srdce
Řízení činnosti srdce
Srdce je řízeno stejně jako kosterní svaly elektrickými impulsy, ty vznikají v samotném srdci. Převodní systém srdeční je tvořen sinusovým (sinoatriálním) uzlem, který tvoří elektrické impulsy nejrychleji. Za normálních okolností je srdce ovládáno sinusovým uzlem, přirozeným udavatelem rytmu, který v klidu vydává pravidelné impulsy v rozmezí 60-100*min-1. Dále se elektrické impulsy šíří do atrioventrikulárního uzlu, Hissova svazku, Tawerových ramének a Purkyňových vláken (obr. 18).
Obrázek 18 Převodní systém srdeční
Fyziologické parametry oběhového systému
Srdeční frekvence (SF) = počet stahů srdce za minutu, uvádí se v tepech za minutu. Systolický objem srdce /Tepový objem (Qs) = objem krve vypuzené ze srdce jednou systolou, uvádí se v ml. Minutový objem srdce (Q) = objem krve vypuzené ze srdce během jedné minuty, uvádí se v l/min. Krevní tlak (TK) = tlak, kterým krev tlačí na stěnu cév. Systolický tlak (tlak naměřen při systole srdce), diastolický tlak (tlak naměřen při diastole srdce). Uvádí se v mmHg.
Reakce a adaptace oběhového systému na zátěž
Po vysvětlení základních parametrů oběhového systému se můžeme podívat na to, jak se mění hodnoty v klidu a při zátěži. A jak tělo dokáže adaptovat svůj kardiovaskulární systém na trénink.
Srdeční frekvence
Hodnoty klidové srdeční frekvence se u běžné populace středního věku pohybují okolo 70 tepů za minutu. S přibývajícím věkem hodnoty SF klesají.
Reakce: Při zátěži se srdeční frekvence zvyšuje (obr. 19). Při neměnící se intenzitě zatížení SF prudce roste a pak se ustálí. Při zvyšující se intenzitě zatížení SF roste se zátěží. Pokud jedinec provádí pohybovou aktivitu maximální intenzitou, dosáhne hodnot SFmax. 20 letý muž má SFmax okolo 200 tepů/min. Po skončení zátěže se SF vrací na své výchozí hodnoty. tabulka SF při různé intenzitě zatížení
Obrázek 19 Průběh srdeční frekvence při zátěži
Hodnoty SFmax se dají odhadnout podle vzorce:
SFmax (1/min) = 220 - věk
Adaptace: U vytrvalostně trénovaných jedinců dochází k tzv. srdeční vagotonii – snížení hodnot klidové SF pod 50 tepů/min. Např. elitní vytrvalci (běžci, cyklisté, běžkaři) mají hodnoty okolo 30 tepů/min. Je to dáno hypertrofií srdce (vysvětleno dále). U těchto jedinců se po skončení zátěže také SF vrací na své výchozí hodnoty rychleji.
Srdeční frekvence můžeme zjišťovat několika metodami:
- palpací (pohmatem) na radiální tepně
- poslechem na hrotě srdce
- pomocí elektrických přístrojů (sporttestrů, HRV, EKG)
Palpací se SF nejčastěji zjišťuje na radiální tepně. Tepnu nahmatáme 2-3 prsty. Palec nepoužíváme, mohlo by dojít ke zkreslení měření, má sám o sobě celkem velkou tepnu. Srdeční frekvenci měříme 20 sec., pak hodnotu vynásobíme třemi.
Poslechem srdeční frekvence zjišťujeme nejčastěji na hrotě srdce za použití fonendoskopu (spíše u lékaře). Nejběžněji se pro měření SF hlavně při zátěži používá speciálních přístrojů pro to určených, tzv. sporttestrů. Existuje řada značek a typů sporttestrů. Největší novinkou jsou sporttestry, které mají v sobě zabudovanou GPS a kromě SF, měří rychlost běhu, vzdálenost apod. Sporttestr se skládá z hrudního pásu, který má v sobě zabudované 2 elektrody. Ty snímají elektrickou aktivitu srdce podobně jako EKG. Naměřené hodnoty se sportovcovi ukazují na hodinkách, které má na zápěstí. Hodnoty lze stahovat do počítače a trénink evidovat a vyhodnocovat.
Přístroj HRV neboli přístroj pro zjišťování tzv. variability srdeční frekvence (z angl. heart rate variability), funguje obdobně jak sporttestr a zaznamenává hodnotu každého tepu. Tuto funkci už také mají nejnovější sporttestry.
EKG snímá elektrickou aktivitu srdce pomocí elektrod. V lékařství je nejčastěji používané tzv. 12ti svodové EKG. EKG křivka (obr. 20) se skládá z vln a kmitů, které mají charakteristický tvar a trvání. Rozlišujeme na ní vlnu P (depolarizace síní), komplex QRS (depolarizace komor) a vlna T (repolarizace komor). SF můžeme z EKG křivky dopočítat, vzdálenost dvou sousedních R-kmitů je vzdálenost dvou sousedních tepů.
Obrázek 20 EKG křivka
Systolický objem
Klidové hodnoty systolického objemu se u průměrného člověka pohybují okolo 70 ml.
Reakce: Při zátěži se hodnoty zvyšují, opět záleží na intenzitě zatížení. Maximální hodnoty se mohou vyšplhat na 130 ml.
Adaptace: U vytrvalostně trénovaných jedinců se klidové hodnoty pohybují okolo 100 ml. K tomuto zvýšení objemu došlo díky tzv. excentrické hypertrofii srdce, při které se zvětšují především srdeční komory a srdce je schopno vypudit více krve najednou. To umožňuje i dosažení vyšších hodnot při zátěži, až k 200 ml.
Minutový srdeční objem
Klidové hodnoty minutového srdečního objemu (srdeční výdej) se pohybují okolo 5 litrů, u žen je to o něco méně.
Reakce: Při zátěži se hodnoty zvyšují se zvyšující se intenzitou zatížení. Při maximální intenzitě u běžné populace můžeme naměřit hodnoty přes 25 l/min.
Adaptace: U vytrvalostně trénovaných dochází ke zvyšování hodnot až na 35 l/min. Je to dáno opět díky hypertrofii srdce. Následující obrázek (obr. 21) ukazuje redistribuci krve v klidu a při zátěži vysokou intenzitou.
Obrázek 21 Distribuce krve v orgánech v klidu a při zátěži
Krevní tlak
Hodnoty ideálního krevního tlaku se udávají 120/80 mmHg. O hypertenzi (zvýšeném krevním tlaku) mluvíme, je-li tlak nad 140/90, o hypotenzi (nižším krevním tlaku) je-li nižší než 100/65.
Reakce: Krevní tlak se při zátěží mění, záleží na druhu a intenzitě zatížení. Při dynamické zátěži se zvyšuje tlak systolický. Maximální hodnoty jsou naměřeny při submaximální intenzitě zatížení, kdy hodnoty se dostávají i přes 200 mmHg. Při submaximální intenzitě může dojít naopak ke snížení diastolického tlaku. Při statické zátěži obvykle roste jak tlak systolický tak diastolický.
Krevní tlak měříme pomocí tonometru a fonendoskopu. Dříve se využívalo klasických rtuťových přístrojů. Dnes jsou tyto přístroje nahrazeny automaty či poloautomaty na paži, zápěstí či prst.