Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.

Thema 7: Inspanningsfysiologie

Hoorcollege 10

Inspanningsfysiologie kijkt naar veranderingen die in het lichaam optreden in een andere situatie dan rust. Tijdens inspanning treden er veranderingen op in de stofwisseling, hart en circulatie. Tegenwoordig kom je deze fysiologie ook veel tegen in de kliniek. Er wordt gekeken naar de fysieke mogelijkheden en hoe deze zouden kunnen worden verbeterd.

O₂-opname en belasting

Inspanningstolerantie lees je af aan het vermogen om zuurstof op te nemen. De zuurstofopname neemt rechtlijnig toe met de belasting die je iemand oplegt. Op gegeven moment kan de belasting nog wel toenemen, maar de zuurstofopname niet meer. Dit punt noemt men de VO_2,max. Vanaf het begin vindt er ook al anaerobe verbranding plaats met melkzuur als product. In het begin neemt de melkzuurproductie langzaam toe. Er wordt bij toenemende belasting meer melkzuur gevormd.

De VO_2,max is het vermogen om op zeeniveau een maximaal aantal liters O2 op te nemen (mL O2 / kg / min) en is afhankelijk van geslacht en getraindheid. Mannen hebben een grotere VO_2,max dan vrouwen en getrainde personen (m.n. duursporters) hebben een grotere VO_2,max dan ongetrainden (of getrainde explosieve sporters).

Spieren

Inspanning begint met activiteit van de spieren. Het hart (en circulatie) zal hier op reageren en ook de longen worden ingeschakeld. Om te contraheren hebben de spieren ATP nodig. ATP wordt via drie energiesystemen aangeleverd:

·        ATP/CP systeem – Het substraat is CP (creatininefosfaat). Dit ligt opgeslagen in de spieren. Deze energievoorziening is goed voor 6-10 sec inspanning en werkt het snelst. Er is geen zuurstof voor nodig. Doordat de opslag aan creatine fosfaat beperkt is, is de capaciteit van dit systeem ook beperkt.

·        Lactaat systeem – Het substraat is glycogeen, dat wordt omgezet in lactaat. Hiervoor is geen zuurstof nodig.  Het is een snel systeem, maar de capaciteit is beperkt, omdat de voorraad glycogeen beperkt is.

·        Aëroob systeem – De substraten zijn glycogeen, glucose en vetzuren. Deze worden volledig omgezet in koolstofdioxide en water. Voor deze omzetting is zuurstof nodig. Het systeem werkt langzaam en de capaciteit is groot/onbeperkt.

Bij het beginnen van de inspanning zullen alle drie de systemen gaan werken. Aan het begin van de inspanning zal er nog niet voldoende zuurstof kunnen worden aangevoerd voor een volledige aerobe verbranding. Aanvankelijk is er een O2-tekort en zal er dus anaeroob verbrand moeten worden. Naarmate de inspanning vordert, zal de zuurstoftoevoer toenemen en zal een steeds groter deel van de energie door het aerobe systeem worden geleverd. Door de beperkte voorraad creatinine fosfaat, zal dit systeem vooral in de begin fase werkzaam zijn.

De ATP-productie wordt gereguleerd door :

·        Daling van de ATP/ADP ratio

·        Daling van NAD/NADH+H⁺ ratio

·        Stijging van intracellulair Ca²⁺. Intracellulair stijgt de concentratie Ca²⁺-ionen door de spiercontracties die plaatsvinden. Ca²⁺ is daarnaast een belangrijke katalysator voor de enzymactiviteit.

·        daling van intracellulair pO₂, gebonden aan myoglobine.

Lactaat wordt altijd aan het begin van een inspanning gevormd, omdat de aerobe verbrand dan nog moet opstarten. Als je een inspanning levert rond 60% van je VO_2,max dan zal de lactaatconcentratie naderhand weer afnemen (alsnog verbrand worden) en om die reden kun je zo’n inspanning uren volhouden. Bij een inspanning met een VO_2,max van ca. 90% zal er echter veel anaeroob verbrand moeten worden en zal er veel lactaat gevormd worden. Zo’n inspanning kun je dus maar enkele minuten volhouden voordat je spieren volledig verzuurd zijn.

Substraten voor de aërobe verbranding zijn koolhydraten en vetten. Eiwitten worden maar minimaal gebruikt bij inspanning. De eiwitten die zouden worden gebruikt voor verbranding zijn namelijk afkomstig van spieren. Dit is niet praktisch, aangezien je de spieren voor de inspanning nodig hebt. Bij hele lange inspanning worden er soms wel eiwitten verbrand. De verbranding van eiwitten kun je opmerken door een ammoniaklucht.

Koolhydraten zitten in de lever en de spieren in de vorm van glycogeen. Ze bevatten water, waardoor ze meer ruimte innemen. Ze leveren meer ATP per liter O₂ dan vetten en zijn daarom zeer geschikt voor zware inspanningen. De voorraad is beperkt: op is op. Je kunt ongeveer 1,5 uur doen met je voorraad koolhydraten. Als de koolhydraatvoorraad op is, dan komt de man met de hamer: je hebt geen glucose meer beschikbaar voor je vetverbranding en je wordt gedwongen te stoppen.

De vetten liggen opgeslagen in de spieren en het vetweefsel in de vorm van vetzuren. Ze bevatten geen water, dus de opslag neemt minder ruimte in beslag. De voorraad is veel groter, min of meer onbeperkt . Het nadeel van vetverbranding is dat de verbranding langzamer verloopt en dat de energie productie per liter O₂ minder is.

De keuze tussen vetverbranding of glucoseverbranding wordt bepaald door de intensiteit van bewegen, de mate van getraindheid, het dieet en de gezondheidsstatus. Als de intensiteit van de beweging groot is, dan worden er koolhydraten verbrand. Als je zeer getraind bent, verbrandt je meer vetten.
Een indicator om vast te stellen of er koolhydraten of vetten worden verbrand is het respiratoir quotient RQ (= volume CO₂ productie/ volume O₂ opname). Voor vetten is RQ: 0,7, voor eiwitten is RQ 0,8 en voor koolhydraten RQ 1,0. Tijdens beweging ligt de RQ tussen de 0,7 en 1.

Spiervezeltypen

Spieren bestaan uit cellen. Deze kunnen verschillende karakteristieken hebben. Er zijn botweg drie spiervezeltypen (spiercellen):

1.         type I: gebruik je voor duurinspanning en om een houding aan te houden.

2.         type II a: gebruik je bij snelle kort durende inspanningen.

3.         Type II b: gebruik je voor kracht en snelheid.

In  de onderstaande tabel staan van de drie typen spiervezels de kenmerken aangegeven:

De meeste spieren in het lichaam van de mens zijn van gemengde samenstelling. De samenstelling ligt niet vast per spier. Ook tussen mensen ligt dit niet vast. Dit is deels genetisch bepaald.

Hart

Tijdens inspanning neemt de invloed van de sympathicus op het hart toe en neemt de invloed van de parasympaticus op het hart af. Hierdoor zal de hartfrequentie toenemen. Daarnaast neemt ook de contractiliteit toe. Volgens het Frank-Starling mechanisme zal er dan ook meer bloed terugkomen bij het hart, waardoor het EDV groter wordt en het slagvolume toeneemt. Dit effect is echter gering. Als resultaat is er een grotere cardiac output. De aanzet van de hartactie wordt niet gereguleerd door een daling in het arterieel pO2, een stijging in het arterieel pCO2 of een daling in het pH. Het wordt een beetje gereguleerd door de baroreceptoren, maar het meest door de proprioceptieve en de non-proprioceptieve (metabole) sensoren in de spieren.

De maximale CO van een ongetrainde ligt rond de 25 L, van een getrainde rond de 30 L. Bij submaximale inspanning is de CO van een ongetrainde echter gelijk aan die van een getrainde persoon.

Het maximale slagvolume van een ongetraind persoon ligt rond de 100 mL/slag, van een getrainde rond de 150 mL/slag. Zelfs bij submaximale inspanning wordt het maximale slagvolume al bereikt. Vanaf dan kan de cardiac output alleen nog verhoogd worden door verhoging van de hartfrequentie.

De maximale hartfrequentie van een ongetrainde en een getrainde is gelijk en ligt rond de 200 sl/min. Een getrainde heeft echter een lagere hartslagfrequentie in rust en zal bij inspanning pas later zijn maximale frequentie bereiken. Hartfrequentie is afhankelijk van leeftijd.

De cardiac output gaat echter alleen omhoog, wanneer de veneuze return ook stijgt. De veneuze return stijgt op de volgende manieren:

·        Venaconstrictie via alfa-1 adrenoceptoren

·        Verhoogde activiteit spieren

·        Verhoogde buikspieractiviteit

·        Verhoogde activiteit ademhalingspomp, waardoor de intrathoracale druk daalt en er meer bloed wordt “aangezogen”

·        Verhoogde atriumcontractie

De intrinsieke hartfrequentie ligt rond de 100 slagen per minuut. Door de nervus vagus wordt de intrinsieke hartfrequentie onderdrukt tot 70 slagen per minuut. Goed getrainde mensen kunnen een hartfrequentie van 40 slagen per minuut hebben. Dit geeft echter sneller aritmiën, omdat de tijd tussen de hartslagen erg lang is. Hierdoor kunnen ook andere elektrische cellen dan de SA-knoop actiepotentialen in gang zetten.

Circulatie

De spieren zelf hebben bij inspanning 10 tot 20 keer meer bloed nodig. Het lichaam gaat als oplossing het bloed anders verdelen. In rust zijn niet alle vaten naar de spieren open. Anastomosen leiden het bloed dan rond de spier (niet erdoor). De spieren worden dan niet optimaal doorbloed. Tijdens inspanning stijgt de spierdoorbloeding. De arterio-veneuze anastomosen gaan dicht (α₁en α₂).  Ook gaan de pre-capillaire sfincters open staan door lokale factoren in de actieve spier: de pO2 daalt, K+ stijgt (depolarisatie), adenosine (restproduct ATP), metabolieten en vasodilatoren in het endotheel stijgen. Daarnaast worden de β₂-receptoren gestimuleerd waardoor dilatatie ontstaat, maar dit effect levert maar een kleine bijdrage. De belangrijkste factoren die zorgen voor vasodilatatie ondanks sympathicusinnervatie zijn de lokale factoren. Dit wordt ook wel functionele sympathicolyse genoemd.

Hierdoor wordt het bloed herverdeeld:

Bloeddruk

Bij inspanning neemt de bloeddruk (CO x perifere weerstand) toe. De perifere weerstand gaat omlaag en de CO neemt toe. De diastolische druk blijft ongeveer gelijk, terwijl de systolische druk sterk toeneemt. Bij dynamische inspanning (bijv. fietsen of hardlopen) kan de bloeddruk toenemen tot 200/100 mmHg. Bij isometrische inspanning (bijv. gewichtheffen) kan de bloeddruk oplopen tot 300/150 mmHg. Mensen met hartfalen wordt daarom sterk ontraden om dingen te tillen.

Het hart-vaatcentrum in de medulla zorgt voor de cardio-vasculaire respons. De motorcortex, de hersenstam en chemo-/metabo-/propriocepsis in de spier beïnvloeden dit centrum. Het hart-vaatcentrum kan de parasympathische invloed laten afnemen en de orthosympathische invloed laten toenemen. Bovendien kan het hart-vaatcentrum het setpoint van de arteriële baroreceptor laten stijgen. Dit alles zorgt voor een hogere hartfrequentie, slagvolume en mean arterial pressure (MAP)

Longen

De beperking die op kan treden bij inspanning wordt vrijwel altijd veroorzaakt door beperking van het hart of de spieren, maar niet door de longen.

Het ademminuutvolume (AMV) neemt in eerste instantie lineair toe met het zuurstofverbruik. Daarna neemt het sterker toe dan nodig is, wat betekent dat de ventilatie onbeperkt is. Het moment vanaf wanneer de ventilatie sneller toeneemt dan de inspanning, wordt de anaerobe drempel genoemd. Hierop ga je meer ventileren dan nodig en treedt de verzuring op. verzuring plaatsvindt. Bij getrainde mensen neemt het ademminuutvolume minder snel toe. Ze hebben een effectievere gaswisseling, waardoor de veneuze zuurstofconcentratie lager is.

Het verhoogde AMV is nodig om de geproduceerde CO₂ af te voeren en extra O₂ op te nemen. Er wordt meer zuurstof afgegeven in de weefsels, door daling van het zuurstofgehalte in de weefsels en de afname van de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof in de weefsels (door toename temperatuur in bloed en daling pH in weefsels).

De arteriële zuurstofspanning blijft altijd gelijk (in de venen daalt het wel). Een zuurstofbar helpt dus niet. De arteriële CO₂-spanning neemt wat af door de vergrote ventilatie. In de venen wordt de pCO₂ hoger door de vergrote productie. De pCO₂ speelt tijdens inspanning geen belangrijke rol.

De ventilatie neemt aanvankelijk toe door de aansturing van het ademhalingscentrum door de motorcortex/hersenstam en rekreceptoren in de long. Perifere chemoreceptoren zetten in eerste instantie niet aan tot ventilatie. Je kunt beperkt worden in je ademhaling door beperking door de rekreceptoren.

Thermoregulatie en VO₂

In rust geef je vooral warmte af door middel van straling. Tijdens inspanning geef je veel warmte af door verdamping van zweet, een deel door straling en geleiding, maar daarnaast wordt ook een deel van de warmte opgeslagen waardoor de kerntemperatuur stijgt. Dit is gunstig voor stofwisselingsprocessen die hierdoor sneller verlopen (10% toename bij 1 ⁰C temperatuurstijging). Daarnaast verschuift de zuurstofdissociatiecurve bij een hoge temperatuur, zodat zuurstof een lagere affiniteit heeft met hemoglobine. Zuurstof wordt dan sneller in de weefsels afgegeven.

Verdamping onttrekt warmte aan de huid, waardoor de temperatuur van de huid wat kan dalen.

De warmtebelasting is afhankelijk van het soort beweging (rendement), de intensiteit van bewegen, omgevingstemperatuur en de mogelijkheid tot warmteafgifte (bijvoorbeeld vochtigheidsgraad van de omgeving, dragen van kleding).

Het rendement van een beweging is dat deel van de energie die je gebruikt voor de beweging. Bij fietsen is het rendement 20-25%, bij hardlopen 12% en bij rolstoelrijden is dit 8%.

De intensiteit gaat niet over de snelheid van bewegen, maar de mate van getraindheid. De temperatuur zal bij een getraind persoon minder snel stijgen dan bij een ongetraind persoon. Hoe harder je je inspant, hoe meer warmte je produceert. De warmteproductie van een ongetrainde en getrainde is gelijk, maar de warmteafgifte van een getrainde is groter.

De warmteafgifte wordt gereguleerd door de doorbloeding van de huid. Aan het begin van de inspanning gaan de vaten in de huid dicht: vasoconstrictie door stimulatie van de α₁-receptoren. Wanneer de temperatuur vervolgens omhoog gaat (na 10-15 min), wordt dit geregistreerd in de hypothalamus door de temperatuur van het bloed. Er vindt dan activatie van zweetklieren plaats (cholinerg, OS), dilatatie van de huidvaten (Ach lekkage en release lokale vasodilatoren) en er komt een rem op de α₁-adrenerge stimultatie.

Bij maximaal zweten (1,5-2,5 L/uur) zou 2 tot 4% van het lichaamsgewicht afnemen. Het effectief circulerend volume zou dalen en de bloeddruk daarmee ook. Er kan dan dehydratie optreden.

Als gevolg hiervan zal de doorbloeding van de huid en ledematen afnemen. Ook de transpiratie en de warmteafgifte neemt af. Hierdoor stijgt de lichaamstemperatuur. En kun je oververhit raken.

Getrainde en ongetrainde mensen produceren evenveel warmte. Bij getrainde mensen stijgt de lichaamstemperatuur minder omdat zij:

·        een hoge zweetkliersensitiviteit hebben

·        zweetklierhypertrofie hebben

·        meer zweetklieren hebben

·        een groter bloedvolume hebben (m.n. meer plasma)

·        zweet hebben dat minder Na⁺-ionen bevat, waardoor de hun elektrolytenbalans langer in stand blijft.

Getrainde personen hebben een groter circulerend volume dan ongetrainde en toch is hun bloeddruk lager. Dat komt door de verminderde perifere weerstand.

Werkgroep 9

Algemeen

Het parasympatisch zenuwstelsel (PS) is in relatie tot sporten en bewegen vooral belangrijk tijdens de herstelfase.

Endocriene veranderingen zijn tijdens inspanning van minder belang dan de sympatische activatie, aangezien het hormonale systeem langzaam op gang komt. Pas later zullen ook endocriene veranderingen een belangrijke rol spelen. Dit is het geval bij langdurige inspanning en tijdens de herstelfase. Endocriene stoffen die worden gebruikt zijn cortisol, insuline en adrenaline. Tijdens herstel neemt de insulinegevoeligheid toe. Daarnaast worden er ook groeihormonen aangemaakt tijdens de inspanning.

Opdrachten

Opdracht A: De spier tijdens inspanning

Een postbode van 30 jaar wordt naar de cardioloog verwezen vanwege een slecht uithoudingsvermogen, spierzwakte en snelle vermoeidheid. De cardioloog vindt niets afwijkends en stuurt hem door naar de neuroloog vanwege een vermoeden van myopathie. De neuroloog neemt een spierbiopt van de bovenbeenspier, waarin afwijkingen te zien zijn die duiden op mitochondriële myopathie. Tijdens inspanning moet er meer ATP geproduceerd worden. Hiervoor zijn er drie energiesystemen: het fosfaatsysteem, het anaërobe glycolyse systeem en het aërobe of zuurstofsysteem.

Bij een 400 meter loop (45 sec.) zal eerst het aanwezige fosfaat worden gebruikt (goed voor 10 sec) en verder voor het grootste deel de anaërobe glycolyse worden ingezet. De glycolyse komt al vanaf het begin van de inspanning op gang. Slechts een kleine bijdrage wordt geleverd door de aërobe verbranding, omdat dit te traag op gang komt.

Bij een 5000 meter loop (13 min.) zal ook eerst het fosfaatsysteem en het anaërobe systeem ingeschakeld worden, maar het belangrijkste is de aërobe verbranding, dat na ongeveer een minuut volledig is ingeschakeld.

Met tennissen heeft de postbode geen problemen, wat te maken heeft met het feit dat hij bij het tennissen korte bewegingen afwisselt met rust. Denergie hiervoor wordt verkregen via het anaerobe systeem.  Er wordt dan minder aanspraak gedaan op de mitochondriën. Inspanningen als fietsen en lopen duren veel langer. Het lichaam zal dan meer gebruik maken van aerobe dissimilatie, wat bij deze man slecht functioneert. Hierbij zijn namelijk de mitochondriën wel van groot belang.

Bij matig intensieve inspanning zullen vooral vetzuren als substraat dienen en bij zware inspanning koolhydraten. Dit komt omdat koolhydraten meer ATP kunnen leveren per liter zuurstof en dit bovendien sneller doen dan vetzuren. Verbranding van koolhydraten zijn dus vooral van belang bij zware inspanningen. Bij een matig intensieve inspanning zal de sporter koolhydraten besparen door vetzuren te verbranden. Vetzuren zijn namelijk een onbeperkte bron van energie.
 

Een marathonloper kan tijdens de laatste 10 km van de marathon ‘de man met de hamer’ tegenkomen. Dit betekent dat er te weinig glucose in het bloed aanwezig is om de zware inspanning te verrichten. Het spierglycogeen is verbruikt en de glucose-aanvoer vanaf de lever is onvoldoende. Er is een te laag glucosegehalte, waardoor er ook geen vetzuurverbranding meer mogelijk is en de hersenen in de problemen komen. Deze ‘ontmoeting’ kan worden voorkomen door voor de race veel glucoserijk voedsel in te nemen.
 

Opdracht B: Hart- en circulatie tijdens inspanning

Een 50-jarige man heeft sinds 3 maanden een beklemmende pijn op de borst bij fietsen. Daarbij krijgt hij een loom, zwaar gevoel in de linkerarm. Op het ECG is ST-depressie te zien van 2 mm. Binnen 1 minuut na stoppen met de fietstest is de pijn weg en na 10 minuten is het ECG weer normaal. Deze man heeft angina pectoris (AP).

De oorzaak van angina pectoris is cardiale ischemie, wat betekent dat de hartspier onvoldoende zuurstofaanbod tijdens inspanning krijgt door vernauwing in de coronair arteriën. Bij inspanning vraagt het hart om meer zuurstof. Het aanbod kan niet voldoen aan de vraag.

Het hart heeft de taak om de werkende spieren en de longen van meer bloed te voorzien. Om dit bij inspanning te kunnen blijven doen moet het hartminuutvolume/cardiac output toenemen. Tegelijkertijd zal de verdeling van het bloed over de organen tijdens inspanning veranderen.

De cardiac output neemt toe door toename van het slagvolume en/of de hartfrequentie. Het slagvolume wordt verhoogd door een toename van de veneuze return. Het neemt toe naarmate de inspanning stijgt tot een bepaald maximum. De hartfrequentie neemt over het gehele traject van inspanning gelijkmatig toe.

Wanneer de patiënt meer getraind is, betekent dit dat de hartslag bij inspanning minder snel zal stijgen. Hij zal meer kunnen met dezelfde cardiac output. Het hart zal bij eenzelfde inspanning minder zuurstof vragen dan voorheen en de perioden waarin het hart van zuurstof kan worden voorzien nemen toe, door een lagere slagfrequentie (dus verlengde diastole). Tijdens de diastole zijn de coronaire vaten open en wordt het hart van zuurstof voorzien. Een lage hartfrequentie kost daarnaast ook minder energie, waardoor er ook minder zuurstofbehoefte is. Dit zal er voor zorgen dat de pijn op de borst minder snel optreedt.

De lagere hartfrequentie in rust ontstaat door een ander ingestelde parasympaticus bij getrainde mensen. Dit zorgt voor daling van de rusthartfrequentie en daarmee een groter einddiastolisch volume en preload door een langere diastole. Toename van de preload leidt ook tot op zekere hoogte tot toename van de contractiliteit en daarmee ook een toename van het slagvolume. Ook hebben zij een groter hart, wat betekent dat de myocyten zijn verlengd en de contractiliteit ook daardoor toegenomen is.

Opdracht C: Ventilatie tijdens inspanning

Een beginnende schaatsrijder van 20 jaar krijgt tijdens intensieve inspanning op de kunstijsbaan last van hoestbuien en benauwdheid. In rust heeft hij hier geen last van. Hij heeft nooit eerder last gehad van deze klachten en zijn familie (en hijzelf) heeft geen allergische aandoening. De huisarts constateert inspanningsastma.

Prikkelende factoren voor inspanningsastma zijn:

·        Inademing van koude droge lucht waardoor het bronchiale slijmvlies droger wordt en afkoelt. Er kan een vagale reflex optreden waardoor muscarinereceptoren (M3) op de bronchiën worden geactiveerd. Dit resulteert in bronchoconstrictie.

·        Toegenomen verdamping van vocht. Er is een toegenomen ademfrequentie. De luchtwegen zijn vochtig. Door het langstromen van lucht zal dit vocht verdampen. Hierdoor wordt de osmolariteit in de cellen hoger, wat de cellen (inclusief de mestcel) aanzet tot het afgeven van mediatoren, zoals prostaglandines, leukotrines etc. Er treedt dan bronchoconstrictie op. De degranulatie van de mestcellen kan de astma verklaren. De gevoeligheid van de mestcellen bepaalt of je al dan niet een degranulatie krijgt.

·        Andere allergische prikkels.

De schaatser wordt benauwd en kortademig. Dit wordt veroorzaakt door activatie van de muscarine receptoren. Dit leidt tot constrictie van de bronchiën. Normaal gesproken zouden tijdens inspanning de adrenerge receptoren worden gestimuleerd waardoor dilatatie optreedt.

De eerste sterke toename in ventilatie is neuraal gereguleerd door activatie van de sympathicus. Later zal de pCO2 in het bloed stijgen en de pH verlagen. Deze chemische stimulatie zorgt voor een langzame toename van de ventilatie. Vervolgens wordt een steady state bereikt. De inspanning is hier maximaal. Na stoppen van de inspanning zal de ventilatie eerst sterk afnemen door het wegvallen van de stimulatie van de sympathicus. Daarna neemt het AMV geleidelijk af doordat alle andere (bovengenoemde) systemen zich herstellen en door afname van de chemische regulatie.

Deze schaatsrijder zou een astma-aanval kunnen voorkomen door een warming-up, waarbij de hartfrequentie al omhoog wordt gebracht. Verder kan hij proberen via zijn neus te ademen om de koude, droge lucht te verwarmen en bevochtigen. Als medicatie kan hij β-sympathicomimetica gebruiken, zoals salbutamol.

Opdracht D: Thermoregulatie

Een 45-jarig vrouw gaat –na veel trainen- de Nijmeegse 4-daagse lopen. Op de derde dag is het onverwacht warm en is haar drinken op gegeven moment op. Ongeveer 10 km voor de finish gaat het lopen ongecontroleerd en onregelmatig en zakt ze uiteindelijk in elkaar. Ze heeft een temperatuur van 39,3 ^oC, transpireert hevig en de huid is warm. De bloeddruk is laag en de hartfrequentie erg hoog.

Tijdens inspanning wordt er veel warmte geproduceerd die moet worden afgevoerd. Dit gebeurt voornamelijk via het proces van verdamping. Straling levert ook een kleine bijdrage.

Bij een goed functionerend thermoregulerend systeem loopt tijdens de inspanning de kerntemperatuur op. Dit is gunstig omdat stofwisselingsprocessen sneller zullen verlopen, O₂ makkelijker in de periferie wordt afgegeven en vasodilatatie in de spieren plaatsvindt.

Tijdens het begin van inspanning treedt herverdeling van het bloed op. Er moet vooral bloed naar de spieren die arbeid leveren. Organen van het spijsverteringsstelsel ontvangen minder bloed. Ook in de huid vindt in eerste instantie vasoconstrictie plaats, waardoor er weinig warmte wordt afgegeven en de kerntemperatuur stijgt. Pas op het moment dat het lichaam zijn warmte kwijt moet, vindt vasodilatatie in de huid plaats.

De bloeddruk bij mevrouw is zo sterk gedaald omdat ze door de warmte veel vocht en zouten verloren is en weinig gedronken heeft. Vanuit het interstitium gaat vocht de weefsels uit naar de vaten, maar na een tijd is dat op. Er is sprake van dehydratie, waardoor het circulerend volume sterk is gedaald (hypovolemie). Als gevolg daalt de bloeddruk. Ter compensatie van deze bloeddrukdaling zal de hartfrequentie omhoog gaan, om er voor te zorgen dat de cardiac output gelijk blijft.

Om mevrouw weer op de been te helpen kan men haar het beste vocht geven met zout. Zo zal er meer vocht worden vastgehouden in het lichaam door ADH (deze gaat omlaag, omdat de osmolariteit daalt). Als je alleen maar water zou geven, zou de osmolariteit dalen en zal het lichaam het water weer uitscheiden. Om het de 4^e dag ook nog vol te kunnen houden, zal ze veel moeten drinken en moeten zorgen dat ze voldoende glucose (snelle suikers) binnen krijgt.