Fisiologia dell' esercizio fisico più possibili domande

ALTITUDINE E ACCLIMATAZIONE

Con l'ascensione in quota la pressione atmosferica diminuisce, l'aria è attirata verso la superficie terrestre

dalla forza di gravità. La concentrazione frazionale di O2 nell'atmosfera non varia in maniera significativa

con l'altitudine. L'O2 costituisce il 21% della concentrazione totale dell'aria ambiente secca, perciò la PO2

dell'aria secca, a qualsiasi altitudine è circa 0,21 volte la pressione barometrica totale a quell'altitudine. Nel

calcolo della PO2 deve essere considerata anche la pressione del vapore acqueo, perciò la pressione

parziale esercitata dal vapore acqueo nell'aria che entra negli alveoli corrisponde ad un valore fisso di 47

Torr. Ad altitudini più elevate si ha una caduta della PCO2 alveolare, poiché la stimolazione dei

chemocettori arteriosi (data da ipossia) aumenta la ventilazione alveolare, che porterà di conseguenza

maggiore eliminazione di CO2.

Più altitudine = + Pressione atmosferica totale = - PO2 = Risposta Chemocettori alla mancanza di O2 = +

Ventilazione Alveolare = + Eliminazione CO2 = - PO2.

Più si è in altitudine, minore è la Pressione ATM Totale; Più si è in bassa quota e maggiore sarà la

Pressione ATM tot.

Effetti Acuti

Un individuo non acclimatato va incontro a deterioramento delle funzioni del sistema nervoso quando

raggiunge grandi altezze rapidamente. Questi sintomi sono dovuti all'ipossia e possono includere torpore,

indolenza, ect. Un’ipossia di grado severo può causare perdita di coscienza e perfino decesso. Se una

persona sale fino ad altezze moderate senza acclimatarsi può andare incontro ad una sindrome chiamata

"mal di montagna" che comporta: emicrania, vertigini, ect.

Un individuo non acclimatato è un soggetto che nel caso dell'alta quota non ha messo in atto processi

fisiologici per far fronte alla carenza di O2 nel sangue (ipossia) a seguito della diminuzione della pressione

atmosferica. Diminuzione della PO2 alveolare e arteriosa in alta quota ha come conseguenza la

stimolazione dei chemocettori arteriosi che determinano un incremento della ventilazione alveolare.

Data la minore pressione atm tot, quindi la minore PO2 e la conseguente Ipossia si ha una maggiore

ventilazione alveolare che porterà ad un aumento del lavoro respiratorio quindi ad un aumento della gittata

cardiaca.

Meccanica della respirazione - Flussa ematico polmonare

Con l'aumentare del ritmo e della profondità del respiro si determina un aumento del lavoro respiratorio. In

quota si verifica un aumento della gittata sistolica, della F.C. e della pressione arteriosa sistemica. Questi

effetti conseguono ad un'aumentata stimolazione simpatica del sistema cardiovascolare. L'aumento della

gittata cardiaca e della vasocostrizione polmonare determinano un aumento della pressione arteriosa,

provocando distensione vascolare e sovraccarico del ventricolo destro.

A livello polmonare arriva più sangue (grazie alla gittata cardiaca aumentata), in più aumenta la pressione

arteriosa polmonare (grazie alla vasocostrizione polmonare), espandendo così la superficie di diffusione,

quindi i capillari non perfusi. Si riduce (grazie all'aumentata pressione) il tempo di scambio gassoso

alveolo-capillare.

Trasporto ematico di O2 e CO2

Un aumento della gittata cardiaca costituisce il principale meccanismo compensatorio a breve termine per il

mantenimento della distribuzione tissutale dell'O2. L'ipocapnia (diminuzione CO2) determina una forte

costrizione dei vasi cerebrali, il cervello così riceve non solo sangue a basso contenuto di O2, ma ne riceve

in scarsa quantità. L'ipossia (diminuzione O2) causa vasodilatazione cerebrale, determinando

iperperfusione e distensione dei vasi cerebrali. Un aumento della ventilazione alveolare in quota determina

ipocapnia e alcalosi respiratoria. L'ipossia causa iperventilazione che a sua volta causa ipocapnia, per

eliminare acidi sottoforma di CO2.

Ipossia causa una vasodilatazione cerebrale, mentre l'Ipocapnia una costruzione di vasi cerebrali e un

minor afflusso di sangue.

Acclimatazione

Le compensazioni a lungo termine all'alta quota iniziano dopo parecchie ore e continuano per giorni o

anche settimane. I cambiamenti sono: aumento dei globuli rossi ed emoglobina, migliore capillarizzazione,

aumento della riserva di mioglobina, del numero di mitocondri e dell'attività aerobica enzimatica. La

compensazione renale dell'alcalosi respiratoria inizia entro 1 giorno (vengono trattenuti gli H+). Un secondo

meccanismo di compensazione è quello dell'eritropoiesi, entro 3-5 giorni, che porta all'aumento della

produzione di eritrociti e quindi la capacità di veicolare O2, questo determina un aumento della viscosità del

sangue e quindi del carico di lavoro ventricolare. Gli alti valori della gittata cardiaca, della pressione

arteriosa sistema e della F.C. ritornano normali dopo circa 1 mese trascorso in alta quota.

IMMERSIONE E APPARATO RESPIRATORIO

I principali stress fisiologici cui viene sottoposto l'organismo durante un'immersione sono: pressione

elevata, minor effetto gravitazionale, alterazione del respiro e ipotermia. La loro entità dipende dalla

profondità raggiunta, dalla durata dell'immersione e se questa avviene o no in apnea. Per ogni 10 metri di

acqua di mare la pressione ambiente aumenta di 1 atmosfera (atm). In un immersione in apnea il volume

dei gas nei polmoni è inversamente proporzionale alla profondità raggiunta. A 10 m (2 atm) il volume del

polmone è la metà, a 20 m (3 atm) è a 1/3 del valore fisiologico. Legge di Boyle. I fattori che influenzano

l'organismo sono: profondità e durata dell'immersione, temperatura dell'acqua, se questa avviene in apnea

o no e se si iperventila o no prima di immergersi in acqua.

Effetti dell'immersione fino al collo

La semplice immersione in acqua fino al collo causa profonde alterazioni del sistema cardiovascolare e

respiratorio, cioè aumenta la pressione al di fuori del torace, dell'addome e degli arti. Diminuisce il volume

di riserva espiratoria del 70%. Aumento del lavoro respiratorio del 60%, minor ritorno elastico del polmone

e minore compliance. La capacità funzionale residua è data dal volume di riserva espiratoria e dal volume

residuo.

Meccanica Respiratoria

La pressione all'esterno della parete toracica di una persona immersa fino al collo è maggiore di quella

atmosferica (circa 20 cm H2O). Questa pressione positiva al di fuori del torace si oppone al normale ritorno

elastico della parete toracica a causa di una diminuzione della capacità funzionale residua, a spesa del

volume di riserva espiratoria che può diminuire del 70%. La depressione intrapleurica si crea perché il

polmone con la propria retrazione elastica genera una tensione verso l'interno, il torace verso l'esterno,

quindi il polmone è costretto a seguire i suoi movimenti. Il volume di riserva espiratoria diminuisce in un

immersione fino al collo, mentre quello di riserva inspiratoria aumenta. per quanto riguarda la respirazione

tramite un tubo, la profondità massima è di 1 metro, questo perché la pressione inspiratoria massima che si

può sviluppare con i muscoli inspiratori varia tra gli 80 e i 100 cm di acqua.

Flusso ematico polmonare

Se la temperatura dell'acqua è più bassa di quella corporea, si verifica una costrizione venosa mediata dal

simpatico che aumenterà il ritmo venoso --> aumento del volume sanguigno --> aumentata pressione

arteriosa --> maggiore perfusione. Un altro effetto è dato dalla "diuresi da immersione": entro pochi minuti

dall'immersione il flusso di urina aumenta di 4-5 volte, grazie ai recettori da stiramento che riducono la

secrezione di ADH (ormone antidiuretico) prodotto dall'ipofisi.

Immersione in Apnea

Durante un immersione in apnea la pressione parziale dei gas deve aumentare mentre il volume

intratoracico diminuisce. Secondo la Legge di Boyle, mantenendo costante la temperatura all'aumentare

della pressione su di un gas, il suo volume diminuisce in modo inversamente proporzionale alla pressione

stessa. P = K/V.

Effetti: Bradicardia, + Resistenze vascolari locali e Periferiche, - Perfusione, - Gittata Cardiaca.

Riflesso da Immersione

Molto individui presentano una profonda bradicardia ed un aumento delle resistenze sistemiche vascolari

con l'immersione del viso. Questo riflesso da immersione è determinato da recettori sconosciuti presenti sul

viso e sul naso. Coloro che si immergono in apnea, di solito iperventilano prima dell'immersione, cosicché

la PO2 e la PCO2 possono raggiungere valori di 120 e 30 Torr, rispettivamente (non devono iperventilare

troppo perché possono perdere conoscenza per ipossiemia arteriosa). E' meglio iperventilare massimo per

2-5 atti respiratori. Se si iperventila troppo avviene un punto di rottura (in cui avviene un elevata

eliminazione di CO2), quindi l'ossigeno non riesce più a legarsi con l'emoglobina.

Immersione con Bombole

L'apparecchiatura che consente la respirazione sott'acqua consiste principalmente in una bombola piena di

gas compresso che può essere erogato per mezzo di un regolatore, quando la pressione del sub (della sua

cavità orale) diminuisce fino ad un valore inferiore a quella ambientale. Una bambola contiene una miscela

composta da O2, Azoto ed Elio. Durante un immersione con questo sistema, il valore della pressione del

gas all'interno dei polmoni rimane vicino a quello della pressione ambientale ad ogni profondità. A

profondità molto maggiori (circa 65 m) la densità del gas costituisce un problema, poiché essa aumenta il

lavoro della respirazione (dovuto alla resistenza delle vie aeree durante flusso turbolento). Tutti hanno

riferito di riuscire a respirare solo tramite bocca poiché il lavoro d’inspirazione con il naso era troppo

elevato. Questo è un valido motivo per sostituire l'azoto con l'elio che ha una densità di circa 1/7 rispetto a

quella dell'azoto.

Legge di Dalton: la pressione Totale di un gas aumenta in relazione alla pressione parziale dei vari gas.

Legge di Henry: un gas che esercita una pressione sulla superficie di un liquido vi entra in soluzione finché

non avrà raggiunto in quel liquido la stessa pressione che esercitava su di esso. Raggiunto l'equilibrio il

liquido si definisce saturo di quel gas a quella pressione.

Barotrauma

Il Barotrauma si verifica quando una zona del corpo non riesce ad equilibrarsi con la pressione ambientale.

Esistono 2 tipi di Barotrauma: in salita e in discesa. In Salita il barotrauma può verificarsi se ci sono gas

intrappolati in parti del corpo e, non appena il sub risale, questi cominciano ad espanders