medical-notes/content/Fysiologi/LPG002-VT26/Canvas/Del II/Block 8 - Fysiologi vid fysisk aktivitet/Arbetsfysiologi föreläsning Läkare T2 HT25 UAH.md

# Arbetsfysiologi föreläsning Läkare T2 HT25 UAH.pdf

**OCR Transcript**

- Pages: 45
- OCR Engine: pymupdf
- Quality Score: 1.00

---

## Page 1

Arbetsfysiologi
Ulrika Andersson Hall
Institutionen för Neurovetenskap och Fysiologi


---

## Page 2

Upplägg av föreläsningen
Aerobt arbete (uthållighetsarbete)
•
Syrekrav och syreförbrukning
•
Ventilatorisk respons
•
Kardiovaskulär respons
Syretransport
Metabolism under träning (aerob och anaerob)
Temperaturreglering
Effekter av träning


---

## Page 3

SYRGASKONSUMTIONEN, VO2
• I VILA
0.3 L/min
• PROMENAD (el. 50W cykel)
1 L/min
• MAX KONSUMTION
OTRÄNAD MAN 
Ca 3,0 L/min (35-40 mL/min x kg)
MYCKET VÄLTRÄNAD MAN 
Ca 6 L/min (85 mL/min x kg)
ÖKNING MED 10 GGR 
ÖKNING MED 20 GGR 
Leverera syre till arbetande muskler för att omvandla 
näringsämnen till mekanisk energi


---

## Page 4

KONDITION 
Kroppens förmåga att förbränna syrgas per minut och kg kroppsvikt, 
dvs mL O2/kg x min
 
Leverera syre till arbetande muskler för att omvandla 
näringsämnen till mekanisk energi


---

## Page 5

Energisubstrat
•
Fett
•
Kolhydrater
•
(Proteiner)
•
Fosfater (ATP-PCr)
Central nivå
•
Hjärta
•
Lungor
Mellan nivå
•
Blodmängd
•
Blodtryck
•
Hemoglobin
      koncentration
•
Blodflöde
Lokal nivå
•
Kapillärtäthet
•
Mitokondrier
•
Blodflöde
Leverera syre till arbetande muskler för att omvandla 
näringsämnen till mekanisk energi


---

## Page 6

ANDNINGSFÖRÄNDRINGAR
-säkerställa O2 tillförsel och andas ut CO2 som bildas
6 L/min
ca 100-140 L/min
Ca 50-60 andetag/min
•
Proportionerlig ökning i förhållande till syrebehovet (vid ventilatoriska 
tröskeln – börjar hyperventilera)
•
Trots de stora förändringarna – finns reserv
Vila
Maximal ansträngning
12 andetag/min
Ventilation
Andningsfrekvens
Otränad man


---

## Page 7

(No content)

---

## Page 8

(No content)

---

## Page 9

Reglering av ventilationsresponsen
Direkt respons – feedforward/central command
Finjustering av kemoreceptorer och mekanoreceptorer


---

## Page 10

CIRKULATIONSFÖRÄNDRINGAR
-säkerställa O2 tillförsel, eliminera CO2 och andra biprodukter, reglera temperaturen, 
transport av hormoner och nutrienter
Skeletal muscle: 
1.2 L/min
22.5 L/min
Heart:
0.2 L/min
1.0 L/min
Skin: 
0.5 L/min
0.6 L/min
Brain: 
0.8 L/min
0.8 L/min
Vasokonstriktion i icke arbetande vävnad (sympatikus aktivering), vasodilation i arbetande muskler (lokal reglering) 


---

## Page 11

HJÄRTMINUTVOLYM = Slagvolym x Frekvens
(ca 5 L/min i vila och 20-35 L/min vid maxarbetet)
Ca 50% ökning i SV
Ca 2-300% ökning i HR


---

## Page 12

HJÄRTMINUTVOLYM (Cardiac Output) = Slagvolym x Frekvens
(~5 L/min vid vila och ~20-35 L/min vid maximalt arbete)
Maximal HR – individuell (“220-ålder”), inte relaterat till VO2max
Exempel på hjärtfunktonen hos en
otränad person respektive maratonlöpare
Slagvolym (ml)
Hjärtfrekvens (bpm)
Vila
Otränad
75
75
Maratonlöpare
105
50
Maximalt arbete
Otränad
110
195
Maratonlöpare
162
185


---

## Page 13

Excentrisk Hypertrofi
(ökad EDV, ökad slagvolym)
Koncentrisk Hypertrofi
??
Slagvolymen hos en uthållighetstränad är högre pga hypertrofi och ökad blodvolym


---

## Page 14

(No content)

---

## Page 15

(No content)

---

## Page 16

(No content)

---

## Page 17

REGLERINGEN AV 
CIRKULATIONSMSTÄLLNINGEN
CENTRAL COMMAND
AKTIVERING AV SYMPATISKA NERVSYSTEMET KOPPLAT TILL 
AKTIVERINGEN AV MUSKLERNA
LOKAL KONTROLL
KEMORECEPTORER I DE ARBETANDE MUSKLERNA  
(↓pH, ↑PCO2 ↑ADP, ↑Mg2+, ↑Ca2+, ↑temp)
MEKANORECEPTORER I SENOR OCH LIGAMENT


---

## Page 18

Vad händer med blodtrycket under arbete? 
SBP ökar pga stor ökning av cardiac output
DBP är vanligen oförädrad pga låg perifer resistens


---

## Page 19

VILA
ARBETE
Ca 1/30 kapillärer öppna


---

## Page 20

Presence of capillaries and proliferating endothelial cells in human skeletal muscle before, during and 
after a 7 week training period a trained (•) and control (○) leg.
Capillary-to-fibre ratio (C:F), capillary density (cap/mm2) and endothelial cell associated proliferating cells
Jensen L et al. J Physiol 2004;557:571-582
Tränat ben
Kontroll-ben


---

## Page 21

Vila
Intensivt
arbete
VO2 = Cardiac Output x a-vO2 diff 


---

## Page 22

Dissociationskurva för Hemoglobin
PO2 i muskler ca 40 mmHg – brant kurva gör att små förändringar orsakar stora
ändringar i syreavgivelse
Vid arbete – högre temperature och lägre pH gör avgivelsen än högre


---

## Page 23

I den arbetande muskeln bildas ATP från kreatinfosfat eller förbränning av
energisubstrat:  GLUKOS, FETT, (och PROTEIN)
Kroppens valuta för alla energikrävande processer - ATP


---

## Page 24

(No content)

---

## Page 25

Energy Transfer From Glucose Catabolism
Nedbrytning av glukos
till laktat ger 2 ATP


---

## Page 26

Total Energy Transfer From Fat Catabolism


---

## Page 27

VCO2
RESPIRATORISK KVOT, RQ. (RER)
VO2
•Vid förbränning av KOLHYDRATER förbrukas lika många O2 
molekyler som det bildas CO2 molekyler, dvs RQ = 1
•Vid förbränning av FETT förbrukas betydligt fler O2 
molekyler än det bildas CO2 molekyler (140 % fler), dvs 
RQ = 0.71
• Beroende på vilken blandning av de olika energikällorna som 
vi använder kommer alltså RQ att variera mellan 0.71 och 1.
(OBS -  Vid anaerob förbränning går RQ över 1)
FÖRHÅLLANDET MELLAN BILDAD MÄNGD CO2 OCH FÖRBRUKAD MÄNGD O2 


---

## Page 28

(No content)

---

## Page 29

• Kortvarigt hårt arbete, 10-20 sek: Tillgängligt ATP (ATP-CP). 
• Hårt arbete upp till några minuter: anaerob förbränning av glukos (glykogen). 
• Längre arbete: aerob förbränning av fett och glukos (glykogen).


---

## Page 30

(No content)

---

## Page 31

Individer använder energisystemen i olika utsträckning beroende på genetik, 
hur mycket de tränar, vad de tränar och på olika näringsstrategier.
Stor genetisk komponent, men 
kan ändra fibertyp med träning.
Och kan ändra storlek, innehåll 
och antal fibrer.
Exempel på näringsstrategi:
Control test
After fasting
After fasting + protein intake
After fasting + carbohydrate intake
Andersson-Hall et al. 2018 IJSNEM


---

## Page 32

ANAEROBT ARBETE OCH 
LAKTATBILDNING


---

## Page 33

ANAEROBT ARBETET OCH “SYRESKULD”
EPOC- Excessive post-exercise oxygen consumption
En del av EPOC går åt till att återställa anaeroba systemen (kreatinfosfat
och laktat-rensning). Större del till återfyllnad av energilager och
reparation/underhåll (upp till 48h förhöjd syreförbrukning).    


---

## Page 34

Tempreglering under ett relativt hårt arbete
(70%) i neutral temp (   ) eller varm temp (   )
Kroppstemp
Blodflöde
Hud
Cardiac 
Output
Slagvolym
Hjärtfrekvens
(Cardiac drift)
MUSKLERNAS VERKNINGSGRAD ca 20-25%
(förmåga att använda energin till muskelarbete)
Dvs vi bildar vid arbete överskotts-värme som vi 
måste göra oss av med.
KONVEKTION genom ökat blodflöde till huden. 
Innebär dock minskad andel av 
hjärtminutvolymen till musklerna.
SVETTNING: viktigaste mekanismen för att 
avge värme. Innebär samtidigt vätskeförlust 
och minskad blodvolym. Ju varmare och 
fuktigare vädret är ju större blir förlusterna.
Temperaturreglering


---

## Page 35

Svett har lägre osmolaritet än plasma, men innebär ändå
saltförluster. Kan acklimatiseras (ökad aldosterone utsöndring)
Vätskeförlusten vid tex ett maratonlopp kan uppgå till 2-3 l/tim.
Temperaturreglering forts.
Hur mycket ska man dricka? 
Rekommendation - lita på törst men 
som mest 2-3% viktförlust
-10%


---

## Page 36

ÅLDER OCH MAX VO2


---

## Page 37

% förbättring
VO2 max,  L/min-1
Continuous improvements in Vo2 max over 10 weeks of high-intensity aerobic training
Snabb effekt för otränade individer


---

## Page 38

Hur ska man träna?
Det mesta pekar på bäst utfall både för uthållighetsatleter (prestation) och metabola syndromet (hälsa) 
är att ha en MICT bas med HIIT/SIT träning som komplement – pyramidstruktur
Vad är mest realistiskt för en person med metabola syndromet?
Langan & Grosicki “Exercise is 
medicine…and dose matters” 2021
Moderate 
Intensity
Continuous
Training
High Intensity Interval Training/
Sprint Interval Training


---

## Page 39

Aerob träning - Centrala effekter


---

## Page 40

Leverera syre till arbetande muskler för att omvandla 
näringsämnen till mekanisk energi
Energisubstrat
•
Fett
•
Kolhydrater
•
(Proteiner)
•
Fosfater (ATP-PCr)
Central nivå
•
Hjärta
•
Lungor
Mellan nivå
•
Blodmängd
•
Blodtryck
•
Hemoglobin
      koncentration
•
Blodflöde
Lokal nivå
•
Kapillärtäthet
•
Mitokondrier
•
Blodflöde


---

## Page 41

Räkne-exempel: 
Normal person med 
maxpuls 200bpm 
maximal slagvolym 100ml 
 
 max hjärminutvolym 200x100= 20L/min
Koncentrationen syre = 200ml/L syre 
 
max 4.0L O2/min
om ALLT syre togs omhand (venöst pO2=0, ej realistiskt)
Alltså, öka slagvolymen för att öka VO2max.
Men – inte bara VO2max som påverkar prestation.
(Laktattröskel, oxidativ förmåga osv) 


---

## Page 42

Ytterligare om cirkulation och träning :
Den ökade slagvolymen verkar framförallt ha att göra med Frank-Starling 
effekten pga ökad ventrikelfyllnad. Ökad ventrikelfyllnad pga 
1)
Ökad kammarstorlek 
2)
Ökad blodvolym (vilket ökar vänster förmaks drivande tryck och ökar 
fyllnad) 
3)
Ökad diastol funktion, alltså kammaren vidgar sig lättare
4)
Lägre HR (vid vila och submax arbete) vilket ger längre tid för fyllnad.
(överkurs):
Intressant nog verkar inte äldre personer öka sin ventrikulära compliance 
med träning (krävs livslång träning). Men slagvolymen ökar med träning i 
äldre män, ffa på grund av ökad blodvolym.  
Äldre kvinnor verkar inte öka slagvolym med träning… (men livslång 
träning ger samma effekt som hos män). Äldre kvinnor kan öka sin 
VO2max, men då pga ökad av-dif. (OBS begränsat enligt räkneexemplet på 
förra bilden)


---

## Page 43

Aerob träning - Perifera effekter
Fler och större mitokondrier
Större kapilläryta
Myoglobin halten ökar något
Ökad enzymaktivitet (oxidativa enzymer)
Större förmåga att förvara glycogen i muskeln
Större mängd triglycerider som förvaras i muskeln
Större förmåga att använda fett 
som energikälla, som innebär att
muskeln kan spara
glycogendepåerna


---

## Page 44

Vad händer vid period av inaktivitet?


---

## Page 45

Kan vi farmakologiskt härma hälsoeffekten av träning?
“Exercise mimetics”
Hittills har sk exercise mimetics varit 
inriktat på metabola funktioner i muskeln.
-
Osannolikt att något/några läkemedel 
kan härma de många olika effekterna 
av träning. 
”Realistically, what single pill could simultaneously increase skeletal muscle oxidative 
capacity and endurance, improve muscle strength and function, stimulate cardiovascular 
remodelling and enhance autonomic nervous system function?”
Hawley et al. J Physiol 599.3 (2021)


---