پاورپوینت فعالیتهای بدنی در محیط های کم فشار،پرفشار و نیروی جاذبه بسیار کم فضا

به نام خداوند جان آفرین حکیم سخن درزبان آفرین

فصل دوازدهم: فعالیتهای بدنی در محیط های کم فشار،پرفشار و نیروی جاذبه بسیار کم(فضا)

محیط های کم فشار:فعالیت های بدنی در ارتفاع:
– سطح دریا:فشار یک اتمسفر(mm.Hg760)و فشار سهمی :O2 mm.Hg 159.
– با بالا رفتن ارتفاع، فشار کاهش می یابد، که به این وضعیت محیط کم فشار(hypobaric Environment)می گویند.
– پایین بودن فشار جو فشارسهمی O2 پایین کم رسیدن O2 به بافتها هیپوکسی.
– مشکلات بالینی قرار گرفتن در ارتفاع از سال 400 .م گزارش شده است.البته اول تنها به سرمای محیط توجه می شد تا به محدودیت های ناشی رقیق شدن هوا.

– تورسیل:فشار سنج جیوه ای را جهت اندازه گیری فشار گازهای جوابداع نمود(1644)، پاسکال کاهش فشار در ارتفاع را بوسیله فشار سنج نشان داد(1648)، لاوازیه PO2 و سایر گازهایی را که در فشار هوانقش دارند را توضیح داد(1777).
– اثرات زیان آور قرار گرفتن در ارتفاع بر روی انسان که از طریق کاهش فشار O2 بوجود می آید توسط برت در سال 1800 تشخیص داده شد.
– تعریف: ارتفاع به محلی گفته میشود که بیش از 1500 متر(4921 فوت) از سطح دریا بالا باشد.

فشار جو در ارتفاع:
– فشار هوا ناشی از وزن هوای بالا تر ازآن است. پس در سطح دریا فشار هوا mm.Hg 760 و در قلعه اورست (بام دنیا) برابر با mm.Hg 250 می باشد.
– فشار هوا با تغییرات آب و هوا تغییر می کند. اورست: فشار در دیماه کمتر ودر ماههای گرمتر بیشتر است.
– اگر چه فشار متفاوت است، اما درصد گازهای تنفسی موجود در هوا تغییر نمی کند، فقط فشار سهمی گازها تغییر می کند.
– تغییر فشار سهمیO2 اثر مهمی در شیب فشار سهمی O2 بین بافتهای بدن و خون دارد.

دمای هوا در ارتفاع:
– به ازای هر m150 افزایش ارتفاع، دما حدود یک درجه سانتی گراد کاهش می یابد.
– دما در قلعه اورست حدود40- درجه سانتی گراد می باشد. و در سطح دریا حدوداً 15 درجه است.
– به علت کاهش دما ظرفیت هوا برای داشتن بخار آب کاهش میابد و رطوبت هوا کاهش یافته هوا خشکترشده با تنفس مقدار بیشتری آب دفع می شود بدن دهیدراته می شود.

تابش خورشید در ارتفاع:
به دو علت افزایش دارد:
1)نور از ضخامت جوی کمتری عبور کرده و کمتر جذب می شود، در ضمن اشعه ای مانند ماوراء بنفش بیشتر می شود.
2)چون آب یکی از بهترین جذب کننده های نور است، درارتفاع بخار آب کم است پس نور خورشید شدید تر می باشد و بازتاب از برفها نیز موثر می باشد.

پاسخهای فیزیولوژیکی در ارتفاع
1)پاسخهای تنفسی
2)پاسخهای قلبی عروقی
3)پاسخ های متابولیکی

بیشتر اطلاعات مربوط به مردانی است که به ارتفاع عادت پیدا نکرده اند.

پاسخ های تنفسی در ارتفاع:
تهویه ریوی: در هنگام استراحت، افزایش می یابد.(به علت کاهش غلظت هوا می باشد)
سوال: این امر باعث آلکالوز تنفسی می شود، چرا؟
زیرا باعث پر تهویه ای ریوی شده،CO2 خون کاهش یافته، PH بالا دارد، و کلیه برای مقابله با آن یون بیکربنات بیشتری را دفع می کنند.
– انتشار ریوی و انتقالO2:
انتشار ریوی در حالت استراحت در سطح دریا نامحدود است.
به علت بالا بودن ارتفاع و پایین بودن فشارO2 ، مقدار PO2 در حبابچه ها هم کاهش می یابد بنابراین اشباع پذیریHGl از 98 درصد در سطح دریا به 92 درصد در ارتفاع 2439 متر کاهش می یابد(به علت کاهش شیب فشار آلوئولی مویرگی) و VO2max نیز 15 درصد کاهش نشان می دهد.

تبادل گازها در عضلات:
PO2 سرخرگی در سطح دریاmm.Hg 94 و در بافتها mm.Hg 20 می باشد بنابراین اختلاف فشار mm.Hg 74 می باشد. ولی در ارتفاع 2439 متری PO2 سرخرگی تا mm.Hg 60 افت می کند ولی فشار بافتها mm.Hg 20 باقی می ماند و اختلاف فشار حدود 40 می شود.
VO2max : با بالا رفتن، کاهش می یابد. تا زمانی که PO2 زیرmm.Hg 120 نرسد، کاهش ناچیزی دارد. این امر در ارتفاعی حدود 1600 متر این اتفاق می افتد(کوه دنور در کلرادو). کاهشVO2max ارتباط دقیقی با کاهش فشار دارد.
در ارتفاعات پایین تر از 1600متر تاثیر کمتری برVO2max دیده می شود ولی بعد از آن به ازای هر 1000متر، 11درصد کاهش را نشان می دهد. افرادی که VO2max آنها حدود 50 است با صعود به اورست این مقدار حدود 5 می شود که تنها برای فعالیتهای حیاتی بدن نیاز است و باید O2 کمکی استفاده کند.

پاسخ های قلبی عروقی در ارتفاع:
برون ده قلبی:
به علت کاهش مقدارPo2، در حالت استراحت و زیر بیشینه برون ده قلبی افزایش میابد تا O2 مورد نیاز تامین شود. پس از چند روز اقامت در ارتفاع عضلات میتوانند O2 بیشتری را از خون برداشت کنند(افزایش اختلاف فشار سرخرگی-سیاهرگی)، که باعث میشود برون ده قلبی به حالت اولیه برگردد.
در فعالیت بیشینه در ارتفاع، SV و mHR کاهش دارند، بنابراین حداکثر برون ده قلبی نیز کاهش میابد.
به علت کاهش شیب فشارO2 بین مویرگها و بافت ها و نیز کاهش حداکثر برون ده قلبی، بنابراین VO2Max و عملکرد هوازی در ارتفاع کاهش میابد.

پاسخ های قلبی عروقی در ارتفاع:
حجم خون:
حجم پلاسمای فرد بلافاصله بعد از رسیدن به ارتفاع شروع به کاهش پیشرونده ای میکند و در پایان چند هفته اول به صورت فلات در می آید. بنابراین HGb افزایش یافته و با هر SV قلبی مقدار بیشتری O2 منتقل میشود، در حالی که حجم خون کاهش میابد. همچنین قرار گرفتن در ارتفاع به مدت زیاد از طریق افزایش ترشح اریتروپویتین کلیوی، تعداد RBC را زیاد میکند، و پلاسما نیز به حد طبیعی خود میرسدف که در کل باعث افزایش حجم خون میشود.
پر فشار خونی ریوی:
فشارخون در سرخرگهای ریوی، حین فعالیت بدنی در ارتفاع افزایش میابد، این پدیده هم در افراد سازش یافته و هم سازش نیافته دیده میشود. علت آن نامشخص است ولی ممکن است به علت تنگی عروق ناشی از کمبود O2 و برخی تغییرات ساختاری سرخرگها باشد.

سازگاری های متابولیک در ارتفاع:
به هنگام انجام فعالیت زیر بیشینه میزان متابولیسم غیرهوازی افزایش یافته و تجمع اسید لاکتیک بیشتر میشود، ولی در فعالیت بیشینه تجمع اسید لاکتیک در عضلات و خون کمتر است!! چرا؟

” به علت عدم توانایی بدن در رسیدن به میزان کاری که بر دستگاه های انرژی موثر باشد“

عملکرد ورزشی در ارتفاع:
جی نورتون هنگام صعود به ارتفاع 8600 متری و بدون استفاده از O2 کمکی این جملات را بیان کرد:

” گامهای ما سست و ناتوان بود، آرزوی من این بود که 20 گام متوالی به سمت بالا بدون استراحت بردارم. من هرگز به یاد نمی آورم که به این آرزو رسیده باشم.“

عملکرد ورزشی در ارتفاع:
فعالیتهای استقامتی:
در قلعه اورست VO2Max به حدود 10تا 25% میزان خود در سطح دریا می رسد، که ظرفیت تمرینی بدن را به شدت می کاهد. بنابراین افرادی کهVO2Max بالاتری دارند در ارتفاع می توانند کار معینی را با خستگی کمتر و فشار قلبی عروقی کمتری نسبت به دیگران انجام دهد.
فعالیتهای سرعتی:
فعالیتهای سرعتی غیرهوازی که کمتر از یک دقیقه به طول انجامد، معمولاً در ارتفاعات متوسط دچار اختلال نمی شوند. زیرا دستگاه تولید انرژی آنهاATP-PC و گلیکو لیتیک است. بعلاوه هوای رقیق تر در ارتفاع نیز مقاومت آئرو دینامیکی کمتری را در برابر حرکات ورزشکاران فراهم می سازد.

عملکرد ورزشی در ارتفاع:
فعالیتهای تا سر حد واماندگی:
این فعالیتها در ارتفاع مقدار کمتری اسید لاکتیک نسبت به سطح دریا در خون تولید می کنند، ممکن است به علت کاهش فعالیت های آنزیمی عضله و کاهش میزان کاری باشد که در ارتفاع نسبت به سطح دریا انجام می شود.

سازش پذیری: قرار گرفتن در ارتفاع به مدت زیاد:
سازگاریهای خون:
در اولین هفته تعداد RBC ها افزایش می یابد زیرا اریترو پویتین بیشتری ترشح می شود. غلظت اریتروپویتین خون در 3 ساعت اول پس از رسیدن به ارتفاع بالا افزایش یافته و بعد از 48-24 ساعت به حداکثر خود می رسد.
زندگی در ارتفاع بالای 4000 متری برای مدت 6 ماه، حجم کل خون را 10-9 درصد افزایش می دهد، که با افزایش پلاسما نیز همراه است. هماتوکریت افراد مقیم در کوه های آند حدود 65% است ولی در افراد در سطح دریا 48% میباشد.
میزان HGb نیز افزایش میابد.

سازش پذیری: قرار گرفتن در ارتفاع به مدت زیاد:
سازگاریهای عضله:
پس از 6-4 هفته کاهش سطح مقطع تارهای عضلانی و کاهش حجم عضله، افزایش تراکم مویرگی در عضلات، اتفاق می افتد. ممکن است علت ناتوانی عضله در ارتفاعات بالا، کاهش توده عضلانی و کاهش توانایی تولید ATP باشد.
ارتفاع باعث کم شدن اشتها و کاهش قابل توجه در وزن می شود.که ممکن است این امر علت کاهش حجم عضلانی باشد.
– چندین هفته زندگی در ارتفاع بالا(بیش ازm 2500)، توانایی متابولیسم عضله را کاهش می دهد. پس عضله مقداری از ظرفیت خود را جهت انجام فسفوریلاسیون اکسایش و انجام فعالیتهای هوازی و غیرهوازی از دست می دهد.

سازش پذیری: قرار گرفتن در ارتفاع به مدت زیاد:
سازگاریهای قلبی عروقی:
مهمترین آنها افزایش تهویه ریوی در حال استراحت و به هنگام فعالیت است. در ارتفاعی برابر 4000 متر، تهویه در حالت استراحت و فعالیت زیز بیشینه حدود 50 درصد افزایش دارد.
با بالا رفتن دفع CO2 به علت افزایش تهویه ریوی، میزان بیکربنات بیشتری از کلیه دفع شده و با اقامت در ارتفاع میزان بیکربنات در سطح پایین باقی می ماند(مقابله با آلکالوز).
VO2Max که در روزهای اول کاهش می یابد، پس از چند هفته، کمی بهبود می یابد.

تمرینات در ارتفاع برای عملکرد در سطح دریا:
بیشتر تحقیقات نشان میدهد که بعد از تمرین در ارتفاع، پیشرفتی در عملکرد در سطح دریا حاصل نمیشود. در مواردی هم که مشاهده شده، آزمودنی ها پیش از رفتن به ارتفاع تمرینات خوب و منظم نداشته اند.
مشکلات تمرین در ارتفاع: افراد قادر نیستند با همان شدت و حجمی که در سطح دریا تمرین میکنند، تمرینات را ادامه دهند. به علاوه در ارتفاعات متوسط و بلند، اغلب آب بدن افراد از دست رفته و از توده عضلانی آنها کاسته میشود.
بحث های نظری پیرامون این موضوع: تمرین در ارتفاع بافت ها را بیشتر در معرض هیپوکسی قرار میدهد، این امر جهت شروع آمادگی فرد ضروری میباشد. دیگر اینکه باعث افزایش تعداد RBC و میزان HGb خون میشود، اگرچه این افزایش ناپایدار و زودگذر است.
تا کنون تاثیرات ارتفاع بر عملکرد در سطح دریا کاملا مشخص نشده و مورد حمایت قرار نگرفته و علاوه بر آن هزینه ها را نیز افزایش میدهد (رفت و آمد، مسکن، غذا و…)

تمرین برای عملکرد ورزشی در ارتفاع:
افرادی که در سطح دریا تمرین میکنند و میخواهند در ارتفاع مسابقه دهند، باید یکی از راه های زیر را پیش گیرند:
الف) در 24 ساعت اولی که به ارتفاع میرسند مسابقه دهند. زیرا پس از 24 ساعت پاسخ های فیزیولوژیک نمود میابند، مثلا آب بدن کم شده و در خواب ورزشکار اختلال ایجاد میشود.
ب) تمرین در ارتفاعات بالاتر برای دو هفته قبل از مسابقه. ارتفاع تمرین باید بین 1500 تا 3000 متر باشد. ظرفیت تمرین در روزهای اول کاهش میابد، بنابراین در این روزها شدت تمرین باید 60-75% شدت تمرین در سطح دریا باشد و پس از 10-14 روز به تدریج تمرین با تمام شدت انجام شود.

مشکلات بالینی اقامت در ارتفاع:
1- بیماری ارتفاع یا کوه گرفتگی:
نشانه ها: سردرد، حالت تهوع، استفراغ، تنگی نفس و بیخوابی.
علایم معمولا بین 96-6 ساعت اول پس از رسیدن به ارتفاع شروع میشوند.
علایم تهدید کننده زندگی فرد نیستند.

مشکلات بالینی اقامت در ارتفاع:
2) بیماری حاد ارتفاع:
بروز آن بستگی به بلندی ارتفاع، نحوه ی صعود و مستعد بودن فرد دارد.
بین 0.1-53% در ارتفاعات بالای 3000 متر تا 5500 متر گزارش شده است.
علت آن نامشخص است. ولی افرادی که دارای اضطراب و پریشانی زیادی اند، پاسخ های تنفسی کمتری به هیپوکسی میدهند.
فرد علی رغم خستگی زیاد نمیتواند بخوابد.
تنفس بریده بریده (تنفسCheyne-stoke): نفسهای سریع و آهسته، کم عمق و سطحی با دوره های متناوب قطع تنفس. شیوع آن با افزایش ارتفاع زیاد می شود به طوری که در ارتفاع بالای 6300 متر، 100% است.
جلوگیری و درمان: قبل از صعود تمرینات استقامتی مناسب داشته باشد، صعود به صورت تدریجی صورت گیرد وچند روز در ارتفاعات پایین تر اقامت کند.
در ارتفاع بالای 3000 متر باید هر روز 300 متر به ارتفاع افزود.
درمان قطعی برگشتن به ارتفاع پایین است ولی با نظر پزشک داروهای استازولامید و دگزامتازون استفاده می شود.

مشکلات بالینی اقامت در ارتفاع:
3) خیز ریوی در ارتفاعات بالا(HAPE):
تجمع مایع در ششهاست، که خطرناک و کشنده است.
علت ناشناخته دارد. ولی بیشتر در افرادی بروز می کند که از ارتفاعات بیشتر از 2700 متر، به سرعت بالا می رود.
منجر به کوتاه شدن تنفس و خستگی بیش از حد می شود، و به علت هیپوکسی ناشی از آن باعث کبودی لبها و ناخنها، اختلال حواس و هوشیاری می شود.
درمان: دادن اکسیژن اضافی به فرد و بردن او از ارتفاع.

مشکلات بالینی اقامت در ارتفاع:
4) خیز مغزی در ارتفاعات بالا(HACE):
چند مورد نادر از این بیماری گزارش شده است.
فرد ابتدا دچار اختلال حواس و سپس بیهوشی می شود و سرانجام مرگ فرا می رسد.
در ارتفاعات بیش از 4300 متر گزارش شده است.
درمان: دادن اکسیژن اضافی به فرد و خروج او از ارتفاع است.

منبع:
فیزیولوژی ورزش و فعالیت های بدنی، جک اچ. ویلمور- دیوید ال. کاستیل، ترجمه دکتر ضیاء معینی و …، انتشارات مبتکران، 1383.