Anatomie/Funktion des Herzkreislaufsystems - h

Anatomie/Funktion des Herzkreislaufsystems
Funktion des HKS unter Belastung
Unter Belastung kommt es zu einem gesteigerten Energie- und Nährstoffbedarf.
Die darauf folgende Adaptionsprozesse und – ergebnisse sind abhängig von der Belastungsstufe.
Man unt erscheidet zwei Arten muskulärer Aktivität:
1. dynamisch (isotonische)
? Wechsel zwischen Muskelkontraktion und Muskelerschlaffung. Kommt vor allem bei Ausdauersportarten wie
Laufen und Schwimmen vor.
2.
statisch (isometrisch)
Durch die zunehmende Belastung steigert sich der Energie- und Sauerstoffverbrauch. Um das zu bewältigen, hat
der Körper zwei Möglichkeiten:
1. Steigerung des HMV
2. Steigerung der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz
Zu 1) HMV (Herzminutenvolumens) ist das Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen. So kann der Bedarf
durch eine Steigerung einer der beiden Parameter bewältigt werden.
Zu 2) Die arteriovenöse Sauerstoffdiffernz wird auf zwei Wege erhöht.
Ein wichtiger lndikator für die Beurteilung der peripheren Sauerstoffaufnahme bzw. -verwertung ist die
arteriovenöse Sauerstoffdifferenz.
Kapillarversorgung des untrainierten und des trainierten
Muskels
A
Geringe Kapillarversorgung und fehlende Querverbindungen
B
Deutliche Vermehrung der Kapillaren;
Querverbindungen über die Muskelfaser hinweg (Weineck)
"Während in Ruhe nur etwa 3-5 % der vorhandenen Kapillaren eröffnet sind, werden bei
Ausdauerbelastungen sämtliche Kapillaren eröffnet und zusätzlich erweitert. Die Zahl der offenen
Kapillaren steigt auf das 30-50fache an. Die gleichzeitige Kapillarerweiterung vergrößert die
Gesamtoberfläche auf etwa das 100-fache." (Weineck)
Neben einer Herzvergrößerung kommt es durch Training zu einem Anstieg des Blutvolumens, der roten
Blutkörperchen und des Gesamt-Hämoglobins. Dadurch erhöht sich die Sauerstofftransportkapazität des HerzKreislauf Systems und somit die Ausdauerleistungsfähigkeit.
1.) Die arbeitenden Muskeln nutzen das arterielle, sprich sauerstoffreiche Blut besser aus
2.) Das HMV wird primär auf jene Körperregionen verteilt, die den größten Sauerstoffbedarf anmelden.
Wenn bei steigender körperlicher Belastung der Sauerstoffbedarf trotz Steigerung des HMV und maximaler
Sauerstoffausschöpfung nicht mehr gedeckt werden kann, wird die Energie zu wachsendem Anteil auf anaerobem
Weg durch Laktatbildung bereitgestellt.
Anpassung des HKS an Ausdauertraining bzw. längerfristiger (chronischer) Belastung
Intensives, dauerhaftes und wiederholtes Training führt zur ADAPTION des Herzens!
Sportherz
- Leistungsbreite des Herzens erhöht sich
- Neubildung von kontraktilen Eiweißfäden in den Sarkomeren (Aktin,Myosin)
-> insbesondere in den Mitochondrien
- Längen und Dickenzunahme der Herzmuskelfasern
-> (synchron: exzentrische Hypertrophie)
- Vergrößerung der Herzhöhlen um bis zu 100% (DILATATION)
--> erhöhtes Schlagvolumen & geringere Faserverkürzung, trotz genauso viel Auswurfmenge
(Ökonomisierung)
- Verfügt über Blutreserven, die als Sofortdepot bei Pressatmung oder sprunghafter Muskulaturanforderung genutzt
werden können.
- Konzentrische Hypertrophie: dickere Außenwand ohne Volumenausweitung
Adaptive Veränderung im Bereich der kardialen Gefäßversorgung
- Erweiterung der Koronareingänge
- Querschnittzunahme der Herzarterien
- Verbesserte Versorgung der Herzmuskeln
Verbesserte Kapillarisierung
- Öffnung der Ruhekapillaren
- Verlängerung, Erweiterung vorhandener Kapillaren
- Verstärkte Kapillarbildung
--> Oberflächenerweiterung um das 100fache (s.o.)
- abnehmende Diffusionsstrecke zwischen Kapillaren und Mitochondrien
- längere Kontaktzeit durch vergrößerten Querschnitt
- arteriovenöse Sauerstoffdifferenz nimmt zu
-> Verweildauer des Blutes in den Kapillaren bleibt dennoch gleich
--> Substanzaustausch bleibt also optimal
Kollatreralenbildung
- Umgehungskreisläufe, um Hauptarterien bei einem Ausfall ersetzen zu können
Blutverteilung
verbesserte intramuskuläre Blutverteilung (ökonomischer, effektiver)
Adaptive Veränderung im Bereich des Blutes
- Vergrößerung des Blutvolumens um 1-2 Liter
- Konzentrationsänderung der einzelnen Blutbestandteile
- Vergrößertes Zellvolumen
----->
- Erhöhung der Sauerstofftransportkapazität
- Verringerte Zähflüssigkeit des Blutes --> höheres HZV durch geringeren Widerstand
- Wasserreserve für Wärmeregulation
- erhöhte Pufferkapazität des Blutes
- erhöhte Calzium und Natrium Konzentration --> längere Funktionsfähigkeit von Musklen
Nerven
- erhöhte Chloridkonzentration um Chloridverlust beim Schwitzen auszugleichen
Funktionelle Veränderungen:
?
?
?
-
Veränderung des Herzens ? Vorraussetzung für die Erhöhung der Funktionsgrößen ? Steigerung der
Ausdauerbelastung/max. Sauerstoffaufnahmefähigkeit
Schlagvolumen= Untrainierte < Ausdauer-Trainierten
Dilatation der Herzhöhlen
das SV bleibt bei hoher HF bei AT konstant
der Sauerstoffpuls steigt bei AT bis zu einem Maximalwert ( > UT)
Vergrößerung des Herzens hat einen Einfluss auf die HF
AT habend in Ruhe < HF als UT
das trainierte Herz hat eine geringere HF bei Belastung
erhebliche Ökonomisierung der Herzarbeit wegen der Energiesparung von ca.15%
verbesserte Sauerstoffversorgung des Herzens in Ruhe
das Sportlerherz stellt sich schneller& exakter auf die Belastungsanforderungen ein
der AT kann bei Belastung die HF um das 5fache steigern, der UT und um das 3fache
in der Nachbelastung passt sich der AT schneller den Ruheverhältnissen an als UT
Fazit:
Das HKS kann sich auf die verschiedenen Belastungsanforderungen perfekt einstellen und somit den
Energiebedarf sicherstellen. Durch Training werden adaptive Veränderungen des Herzens und seiner
Funktionsgrößen erzielt und somit einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit erreicht. Auch der
gesundheitliche Aspekt sollte nicht außer Acht gelassen werden, da durch das Training einer HerzKreislauf-Erkrankung vorgebeugt werden kann.
http://www.sportunterricht.de/lksport/blutgefaes.html Stand: 06.09.09