השפעת פעילות גופנית אירובית סדירה על תפקודה של מערכת הנשימה

מאת: תומר גבע – מאמן כושר אישי, ריצה ושחייה
מומחה לאימון גופני, ספורט ובריאות

בקרו גם בעמוד הפייסבוק של תומר גבע

בקרו גם בעמוד האינסטגרם של תומר גבע

מבוא
התפקיד העיקרי של מערכת הנשימה הוא לשמור על תכולת גזים ( חמצן ופחמן דו חמצני ) תקינה בדם.
בתהליך הנשימה הריאתי מתרחשת הנעת אוויר מהאטמוספרה לריאות ומהן ותהליכי דיפוסיה שבאמצעותם מתרחש שחלוף הגזים ( חמצן ופחמן דו חמצני ) בין הריאות לנימי הדם.

הריאות
הריאות יוצרות את המשטח המקשר בין הדם ובין הסביבה החיצונית.
הריאות בנויות מ  300 מיליון נאדיות שהן שקיות אלסטיות בעלות דפנות דקות המהוות את המשטח החיוני לחילוף הגזים בין הריאות ובין הדם.
נפח הריאות באדם מבוגר הינו 4 – 6 ליטר המקביל לכמות האוויר שמכיל כדורסל.
שטח רקמת הריאה הוא 60 – 80 מ"ר השווה למחצית מגרש כדורעף ופי 35 משטח הפנים של האדם.

השפעת הפעילות הגופנית על תפקודה של מערכת הנשימה
פעילות גופנית אירובית סדירה תביא לשיפור תפקודי במערכת הנשימה המתבטא במספר מדדים פיזיולוגיים, כגון:

1. עלייה באוורור הריאות (VE) במאמץ מרבי
האוורור הריאתי (VE) = כמות האוויר הנכנסת לריאות ויוצאת מהן בדקה.
ערכי האוורור הריאתי במנוחה הן 6 – 7.5 ליטר / דקה ואילו במאמץ עשויים ערכים אלו להגיע לכדי 120 – 200 ליטר בדקה.
עם העליה ברמת הכושר האירובי המרבי (צריכת חמצן מרבית), חל שיפור גם באוורור הראיתי (VE) במאמץ מרבי עקב העלייה בצריכת החמצן ע"י הגוף.
עלייה באוורור הריאתי (VE) ממתנת את עליית חומציות הדם והשרירים הפעילים.
בפועל, מתרחשת הכנסת כמות חמצן גבוהה יותר לריאות והגדלת אספקתו לשרירים הפעילים באמצעות מחזור הדם במקביל לסילוק גדול יותר של דו- תחמוצת הפחמן (CO2) וחומרי פסולת נוספים מהריאות אל מחוץ לגוף.

להלן, דוגמה לחישוב ערכי האוורור הריאתי (VE) במאמץ מרבי בקרב מאומנים.

הנפח המתחלף (VT)   *   תדירות נשימה בדקה ( BF)  =  אוורור ריאות (VE) 

(VT) הנפח המתחלף = 3 ליטר אוויר/ דקה.
הנפח המתחלף הנו נפח האוויר שנכנס לריאות ויוצא מהן במהלך נשימה.
ערכי הנפח המתחלף במנוחה בנשימה שקטה הן 0.4 – 1 ליטר.

(BF) קצב הנשימה = 60 נשימות/ דקה.
מספר הנשימות בדקה. קצב הנשימה במנוחה במבוגר הוא 12- 16 נשימות / דקה.

180 ליטר/ד' = 3 ליטר אוויר /נשימה * 60 נשימות בדקה = VE 

הערה:
בדרגות מאמץ נמוכות עד בינוניות העלייה הנדרשת באוורור הריאתי (VE) מתממשת בעיקר על ידי עלייה בנפח המתחלף (VT) תוך שינוי לא גדול בקצב הנשימה (BF).
ככל שעצימות המאמץ גוברת , פוחתת העלייה בנפח המתחלף (VT) ובולטת העלייה בתדירות הנשימה (BF).

2. ירידה באוורור הריאתי (VE) במאמץ תת – מרבי בעצימות נתונה
במאמצים מתונים, על כל 1 ליטר של חמצן עודף צריכים להחליף 25 ליטר אוויר בממוצע (= "שווה ערך נשימתי").
אימונים אירוביים תורמים להורדת "שווה הערך הנשימתי" במאמצים תת מרבים- האדם המאומן מסוגל לנצל יותר חמצן בעבור אותה כמות מתחלפת של אוויר.
ירידה בשווה הערך הנשימתי תביא לירידה באוורור הריאתי (VE) קרי, כמות קטנה יותר של אוויר תינשם בעבור עצימות תת מרבית בצריכת חמצן נתונה.
אצל המאומן תראה עליה בערכי הנפח המתחלף (VT) על חשבון ירידה בתדירות הנשימה (BF) בהשוואה לאדם הלא מאומן אשר אצלו תראה תדירות נשימה גבוהה יותר, ערכי נפח מתחלף נמוכים יותר ואוורור ריאתי גדול יותר.

השוואה בערכי האוורור הריאתי (VE) בין מאומן ללא מאומן בעבור עצימות תת מרבית בצריכת חמצן
נתונה (2 ליטר חמצן / דקה): 

• מאומן (שווה ערך נשימתי 1:20 )
  40 ליטר / דקה  = 22 נשימות/דקה * 1.8 ליטר אוויר/נשימה = VE

•  לא מאומן (שווה ערך נשימתי 1:25)
  50 ליטר / דקה  = 38 נשימות/דקה * 1.3 ליטר אוויר/נשימה = VE

3. עלייה בקצב שחלוף הגזים (חמצן ופחמן דו חמצני) בין הנאדיות ובין הדם במנוחה ובמאמץ תת-מרבי ומרבי
במשך כל דקה במנוחה עוברים כ 250 מ"ל חמצן מהנאדיות לדם ו- 200 מ"ל פחמן דו חמצני מהדם לנאדיות.
במאמץ אירובי קשה יעברו אצל ספורטאי סבולת כמות הגדולה פי 25 מהנ"ל.

בברכת בריאות וכושר,
תומר גבע – מאמן כושר אישי בכיר
מומחה לאימון גופני, ספורט ובריאות