Pavyzdžiui, trumpalaikio streso metu, kai bandome sugauti autobusą, organizmas gali greitai padidinti raumenų energijos suvartojimą. Tai įmanoma dėl deguonies atsargų, taip pat anaerobinių reakcijų (energijos gamybos be deguonies). Energijos poreikis gerokai padidėja dėl ilgo fizinio aktyvumo. Raumenys reikalauja daugiau deguonies aerobinėms reakcijoms (energijos gamybai su deguonimi). Dienos fizinio aktyvumo normos: kas jie?
Širdies veikla
Riboto žmogaus širdis mažėja dažniu maždaug 70-80 sumušimų per minutę. Su fiziniu aktyvumu padidėja dažnis (iki 160 smūgių per minutę) ir širdies ritmo galia. Tuo pačiu metu širdies išstūmimas sveikam žmogui gali padidėti daugiau nei keturis kartus, o besimokantiems sportininkams - beveik šešis kartus.
Kraujagyslių aktyvumas
Poilsio metu kraujas pumpuoja širdį maždaug 5 litrų per minutę greičiu. Su fizine veikla, greitis pakyla iki 25-30 litrų per minutę. Kraujo tėkmės padidėjimas daugiausia pastebimas dirbančiųjų raumenyse, kurių jiems labiausiai reikia. Tai pasiekiama mažinant kraujo tiekimą tose vietovėse, kurios tuo metu yra mažiau aktyvios, ir plečiant kraujagysles, kurios užtikrina didesnį kraujo srautą į dirbančius raumenis.
Kvėpavimo veikla
Cirkuliuojantis kraujas turi būti pakankamai deguoninis (deguonimi), todėl kvėpavimo dažnis taip pat didėja. Šiuo atveju plaučiai geriau užpildyti deguonimi, kuris tada įsiskverbia į kraują. Su fiziniu krūviu oro įleidimo į plaučius greitis padidėja iki 100 litrų per minutę. Tai daug daugiau nei ramybėje (6 litrai per minutę).
• Smegenų išmetimo kiekis maratono bėgiklyje gali būti 40% didesnis negu neįgudęs žmogus. Reguliarus mokymas padidina širdies dydį ir jos ertmių tūrį. Per fizinę veiklą padidėja širdies susitraukimų dažnis (smūgių skaičius per minutę) ir širdies išeiga (kraujo išstūmimo iš širdies per 1 minutę) kiekis. Taip yra dėl padidėjusio nervų stimuliavimo, dėl kurio širdis sunkiai dirba.
Padidėjęs venų grąža
Kraujo, grįžtančio į širdį, tūrį didina:
• kraujagyslių pasipriešinimo sumažėjimas raumenų storyje dėl vazodilatacijos;
• Buvo atlikta daugybė tyrimų, skirtų kraujo apytakos sistemos pokyčiams pratimai metu. Buvo įrodyta, kad jie yra tiesiogiai proporcingi fizinio aktyvumo intensyvumui.
- raumenų darbas (jų mažinimas ir atsipalaidavimas);
• krūtinės judėjimas su greitu kvėpavimu, dėl kurio atsiranda "įsiurbimo" poveikis;
• venų susiaurėjimas, kuris pagreitina kraujo judėjimą į širdį. Kai širdies skilveliai užpildyti krauju, jo sienos tęsiasi ir susiteria su didesniu jėga. Taigi širdis išskiria padidėjusį kraujo kiekį.
Mokymo metu kraujo srautas į raumenis didėja. Tai užtikrina laiku pristatyti deguonį ir kitas reikalingas maistines medžiagas. Netgi kol raumenys pradeda susitraukti, kraujotaka juose sustiprina smegenų signalai.
Kraujagyslių plėtra
Simpatinės nervų sistemos nervų impulsai sukelia raumenų kraujagyslių išsiplėtimą (išplėtimą), todėl raumenų ląstelėms patenka didesnis kraujo kiekis. Tačiau, norint palaikyti plaučių kraujagyslių talpą po pirminio dilatacijos, laikomasi lokalių audinių pokyčių - deguonies lygio sumažėjimas, anglies dioksido lygio ir kitų medžiagų apykaitos produktų padidėjimas dėl biocheminių procesų raumenyse. Vietinis temperatūros padidėjimas, kurį sukelia papildoma šilumos gamyba ir raumenų susitraukimas, taip pat skatina vazodilataciją.
Kraujagyslių susiaurėjimas
Be to, kad tiesiogiai keičiasi raumenys, sumažėja kitų audinių ir organų kraujo įpylimas, o tai mažina energijos vartojimą fizinio aktyvumo metu. Pavyzdžiui, tokiose srityse žarnyne pastebimas kraujagyslių susiaurėjimas. Tai veda prie kraujo perskirstymo tose srityse, kuriose tai yra labiausiai reikalinga, užtikrinant didesnį kraujo aprūpinimą raumenimis kitame cirkuliacijos ciklui. Su fizine veikla, organizmas sunaudoja daug deguonies nei ramybėje. Todėl kvėpavimo sistema turi reaguoti į didėjantį deguonies poreikį didinant ventiliaciją. Kvėpavimo dažnis treniruočių metu sparčiai didėja, tačiau tikslus tokios reakcijos mechanizmas nėra žinomas. Didėjantis deguonies suvartojimas ir anglies dioksido gamyba sukelia receptorių sudirginimą, kuris nustato kraujo dujų sudėties pokyčius, o tai savo ruožtu skatina kvėpavimą. Tačiau organizmo reakcija į fizinį stresą yra pastebėta gerokai anksčiau nei registruojama kraujo cheminės sudėties pokyčiai. Tai rodo, kad yra nustatytų grįžtamojo ryšio mechanizmų, kurie fizinio krūvio pradžioje siunčia signalą į plaučius, taip padidindami kvėpavimo dažnį.
Receptoriai
Kai kurie ekspertai teigia, kad šiek tiek padidėjus temperatūrai, kai raumenys pradeda dirbti, tai sukelia dažnesnį ir gilų kvėpavimą. Tačiau kontrolės mechanizmai, padedantys mums susieti kvėpavimo charakteristikas su deguonimi, kurio reikia mūsų raumenims, yra cheminių receptorių, kurie yra smegenyse ir didelėse arterijose. Termoreguliacijai su fiziniu aktyvumu kūnas naudoja mechanizmus, panašius į tuos, kurie karštą dieną paleidžiami, kad jį atvėsti:
• odos indų išsiplėtimas - padidinti šilumos perdavimą išorinei aplinkai;
• padidėjęs prakaitavimas - prakaitas išgaruoja iš odos paviršiaus, dėl ko reikalinga šiluminės energijos kaina;
• Padidėjęs plaučių vėdinimas - karštis išsiskiria per šilto oro iškvėpimą.
Sportininkų deguonies suvartojimas sporte gali būti padidintas 20 kartų, o išsiskyrusio šilumos kiekis beveik tiesiogiai proporcingas deguonies suvartojimui. Jei prakaitavimas karštoje ir drėgnoje dienoje nepakanka, kad atvėsti kūną, fizinė avarija gali sukelti pavojingą gyvybei būklę, vadinamą šilumos smūgiu. Tokiomis sąlygomis pirmoji pagalba turėtų būti kuo greičiau dirbtinai mažinama kūno temperatūra. Kūno organizmas naudoja įvairius savaiminio aušinimo mechanizmus fizinio aktyvumo metu. Padidėjęs prakaitavimas ir plaučių vėdinimas padeda padidinti šilumos kiekį.