Za zdrav duh v zdravem telesu so najpogostejši odgovori: zdrava prehrana in gibanje v naravi. Ponavadi na dihanje pozabimo. Brez tekočine smo lahko nekaj dni, brez hrane nekaj tednov in brez zraka nekaj minut.

Na naše zdravje ima največji vpliv dihanje

Ljudje običajno vdihnemo približno 50.000 krat na dan – brez, da pomislimo. Pandemija Covida-19, ki je v zadnjih letih ohromila naše življenje, pa je v središče pozornosti postavila ravno bolezni dihal in se posvetila našim vdihom, ki se nam pogosto zdijo nekaj popolnoma samoumevnega.

Med tem, ko imajo nekatere kulture že dolgo tradicijo dihalnih vaj:

• dihanje je življenje in če boš dihal dobro boš dolgo živijo pravi indijski pregovor,
• tako kot dihate, tako razmišljate; kakor razmišljate, tako dihate (Sadhguru ),
• SHUT YOUR MOUTH AND SAVE YOUR LIFE,
• Bhramari Pranayama (brenčanje med izdihom močno poveča prosti dušikov oksid ),

je v zahodnem svetu najbolj poznana Butejko metoda dihanja (Wikipedia). Ravno tako tudi razna zdravniška društva priporočajo različne dihalne vaje.

Nos opravlja številne funkcije: vohanje, zaznavanje, mukociliarno čiščenje, filtracijo in imunološke funkcije. Poleg tega ima nos funkcijo uravnavanja temperature in vlaženja zraka med nosnimi cikli zračnega toka. Nosno dihanje ob tem proizvaja dušikov oksid (NO) in tako telo opravi enako količino dela z manj porabljene energije. Imunološke funkcije nosu proizvajajo sluz in izločajo imunoglobuline.

TEHNIKE DIHANJA REKREATIVCA : NOSNO DIHANJE ALI ORALNO DIHANJE

Komaj ste začeli z rekreacijo (tekom na smučeh ali tek po suhem) in ste že zadihani. To je lahko posledica vašega nizkega VO2max ali pa tudi napačne tehnike dihanja. VO2max kaže aerobno sposobnost rekreativca ali tekmovalca in se povečuje, ko se telo prilagaja vzrdržljivostni vadbi. VO2max je največja količina kisika, ki jo lahko kadar koli vnesete z dihanjem.

Vendar, če ste resni glede športne vadbe, morate tudi pravilno dihati. Obstaja več tehnik dihanja glede na ritem in vdih/izdih skoz nos, usta ali kombinacija obojega.

Pri telesni aktivnosti so glavnem sledeče opcije dihanja:

• nosno dihanje,
• ustno dihanje ali
• kombinacija vdih skozi nos in izdih skozi usta.

Najbolj varčen način je vdih skozi nos in izdih skozi usta! Medtem ko med šprintom lažje hitro dihate skozi usta, je na splošno priporočljivo, da dihate skozi nos in usta, ker lahko vdihavanje samo skozi usta povzroči hiperventilacijo.

Dr. George Dallam se s tem ne strinja. Dallam je profesor znanosti o vadbi in promociji zdravja na CSU-Pueblo. Je tudi nekdanji trener triatlonske reprezentance ZDA. Izvedel je podrobne študije o prednostih nosnega dihanja za tekače in o tem, kaj je pravilno dihanje med tekom. Dallam pravi, da napačne predpostavke o dihanju skozi usta ustvarjajo “skoraj epidemično stopnjo bronhokonstrikcije, ki jo povzroči vadba pri vzdržljivostnih športnikih.” Spravljamo se v astmatično stanje. Dallamova raziskava izpodbija domnevo, da je dihanje skozi usta boljše. Njegovi rezultati kažejo nasprotno – da je najboljša tehnika dihanja pri teku skozi nos.

Nosno dihanje

Izključno nosno dihanje je izvedljivo za večino ljudi pri zmernih stopnjah aerobne vadbe brez posebnega prilagajanja in ga je mogoče doseči tudi med težkimi in maksimalnimi stopnjami aerobne vadbe po daljšem obdobju uporabe.« (Dallam in Kies, 2020)

Dallam pravi, da so naši nosovi posebej zasnovani za filtriranje, vlaženje in uravnavanje temperature zraka, ki ga vdihavamo. Ko dihamo z usti, zrak ni deležen enake obravnave. Zrak, ki ga vdihnemo skozi usta in zapolni dihalne poti, imenovane bronhije, je pogosto bolj suh in hladen, kar povzroča zoženje bronhijev (1).

Vrhunski športniki koristijo posebne strategije dihanja za povečanje svoji svojih zmogljivosti. Verjetno je, da strategije dihanja ne izboljšajo bistveno učinkovitosti vadbe, vendar jo lahko poveča za 1–5 % v daljšem obdobju prilagajanja. Z uporabo teh tehnik lahko največ pridobijo posamezniki z omejenim dihanjem (3).

Dihanje skozi nos med tekom

Dihanje skozi nos med tekom prinaša več pozitivnih učinkov. Nekaj dobrih razlogov za dihanje skozi nos je:

• Nosni mikrobiom očisti zrak, preden pride do pljuč.
• Nosno dihanje med vadbo lahko povzroči zmanjšano hipokapnijo in povečano proizvodnjo dušikovega oksida.⁽⁶⁾
• Dokazano je, da dihanje skozi nos poveča delovanje diafragme.⁽⁷⁾
• Študije poročajo o ugodnih učinkih na zmogljivost zaradi nosnega dihanja, kot so zmanjšano razmerje izmenjave dihanja (respiratory exchange ratio), VO2 max ter povečana ekonomičnost teka in čas do izčrpanosti .⁽⁸⁾

Študija (4) kaže, da se neto izguba vode poveča za 42 %, ko se način dihanja preklopi z nosnega na oralni izdih pri zdravih osebah (4 ). Povečana izguba vode in energije z ustnim dihanjem je lahko dejavnik, ki prispeva k simptomom, opaženih pri bolnikih z zamašenim nosom.

Nedavna študija(5) , objavljena v International Journal of Kinesiology and Sports Science, je preučevala 10 tekačev, moških in žensk, ki so med vadbo šest mesecev izvajali dihanje samo skozi nos. Da bi primerjali njihove največje stopnje vnosa kisika, so bili udeleženci testirani – enkrat z dihanjem na nos in nato z dihanjem na usta. Preizkušeni so bili tudi na različne druge respiratorne in vadbene označevalce, vključno z ravnmi kisika in ogljikovega dioksida med vadbo. Njihova največja stopnja porabe kisika se ni spremenila od nosnega do dihanja na usta. Toda študija je pokazala, da sta se stopnja dihanja tekačev, to je vdihov na minuto, in razmerje med vnosom kisika in izpustom ogljikovega dioksida zmanjšala med nosnim dihanjem. Z drugimi besedami, njihovim telesom ni bilo treba tako trdo delati, da bi dobili enako količino kisika. Raziskovalci verjamejo, da je to zaradi nižje hitrosti dihanja med nosnim dihanjem, kar omogoča več časa, da kisik pride v krvni obtok. Ta študija kaže, da lahko med dihanjem skozi nos ustvarite enako delo in oksigenacijo (VO2Max) kot z usti. Te ugotovitve kažejo, da lahko rekreativni tekači uspešno v celoti izkoristijo nazalno omejen dihalni vzorec kot sredstvo za izboljšanje zdravja, ne da bi pri tem žrtvovali zmogljivost, po daljšem časovnem obdobju prilagajanja tej praksi.

Dušikov oksid

Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino leta 1998 so podelili severnoameriškim znanstvenikom: dr. Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro in Ferid Murad, za njihova odkritja v zvezi z “dušikovim oksidom kot signalno molekulo v srčno-žilnem sistemu”.

Dušikov oksid je prvi identificiral kot plin Joseph Priestley leta 1772. Je preprosta molekula, sestavljena iz samo enega atoma kisika in enega atoma dušika. Večino časa od tega odkritja je dušikov oksid ali NO veljal preprosto za onesnaževalec ozračja.

Nos deluje kot prva obrambna linija našega telesa pred patogeni v zraku, tako da sterilizira vstopni zrak. Velike količine NO se nenehno sproščajo v nosnih dihalnih poteh ljudi in njegov glavni vir so paranazalni sinusi. Nosni NO ima lahko pomembne lokalne kot tudi distalne učinke, kot na primer, obramba gostitelja ali uravnavanje pljučne funkcije. V študiji je dokazano, da nosno dihanje zmanjša pljučno žilni upor in izboljša arterijsko oksigenacijo v primerjavi z oralnim dihanjem pri osebah brez pljučne bolezni (9).

Med vdihom skozi nos, NO sledil zračnemu toku do spodnjih dihalnih poti in pljuč.

Na Novi Zelandiji se nosno dihanje promovira tudi kot zaščita pred COVID-19.

REFERENCE

1. Is It Better to Breathe Through Your Mouth or Nose During Exercise?
2. Capitanio de Souza, B. The quality of sleep modified by the mouth breathing syndrome can impair the athlete’s physical performance. Academia Brasileira de Odontologia do Esporte, Rio de Janeiro, RJ, Brazil 74(3) (2017), pp. 225-228 DOI: http://dx.doi.org/10.18363/ rbo. v74n3., Rev Bras Odontol
3. Breath Tools: A Synthesis of Evidence-Based Breathing Strategies to Enhance Human Running
4. Svensson S, Olin AC, Hellgren J. Increased net water loss by oral compared to nasal expiration in healthy subjects. Rhinology 2006;44:74–77. Medline, Google Scholar
5. Effect of Nasal Versus Oral Breathing on Vo2max and Physiological Economy in Recreational Runners Following an Extended Period Spent Using Nasally Restricted Breathing
6. The Effect of Nasal Breathing Versus Oral and Oronasal Breathing During Exercise: A Review
7. Diaphragmatic amplitude and accessory inspiratory muscle activity in nasal and mouth-breathing adults: a cross-sectional study
8. Comparison of maximal oxygen consumption with oral and nasal breathing
9. Nasal nitric oxide in man , E. Weitzbergb‘,Dr J O N Lundberg.

Final Course Assessment

How body adjust to endurance exercises

This is a one example how body adjust to endurance exercises. A single training is a physiological stress, on which the body responds with immediate adjustment.

Ann is a 27 year old sedentary female who has decided to begin aerobic training program for her health and fitness. Prior to begininhg her training program her Vo2 max was 38ml/kg/min. After 6 month of regular running ,swimming and cycling VO2max inreased to 52ml/kg/min.

Of all the high energy compounds in the body, only ATP (Adenosine Triphosphate) can be used directly to supply the energy needed for the mechanical work of exercise (muscle contraction). This high energy phosphate releases a large amount of energy to the cell, initiating corresponding muscle contraction. Three main ATP producing pathways are related to metabolism of fat, carbohydrate and protein. The complete oxidation of these macronutrients will lead to the production of ATP through utilization of oxygen in the mitochondria of muscle cells. This is why our rate of oxygen consumption increases during exercise to sustain the increase requirement for ATP production. The major aerobic sources for ATP production during exercise come from the oxidation of carbohydrates and fats. The two major sites for carbohydrate storage in the body are muscle and liver. Carbohydrates are stored in the form of glycogen. There is only a limited amount of carbohydrate stored and will deplete during prolonged distance exercise and almost unlimited amount of fat stored.

The oxygen consumption associated with your maximal heart rate is our estimated VO2max. There are a variety of exercise and non-exercise tests that are used to estimate VO2max.

Exercise tests involve equations that predict oxygen consumption at a given hart rate. A common estimate of maximal aerobic capacity involves the measurement of exercise heart rate responses at two separate submaximal workloads. This is a result of a positive, linear relationship between heart rate and power output over a wide range of exercise intensities. V˙O2 increases linearly with increasing workload until V˙O2 max is achieved.

Formula for Determination of VO2max based on Resting Heart Rate:

VO2max = 15.3 x (MaxHR/RestHR)

Formula for Determination of VO2 is based on the Fick equation, which relates to in VO2max or VO2:

The increase in VO2max with endurance training is due to both a ~50% increase in maximal cardiac output and a ~50% increase in maximal (a-v)O2 difference

Maximal cardiac output = Heart Rate max x Stroke Volume max

Training has no effect on maximal heart rate thus the entire increase in maximal cardiac output with endurance training is a result of an increase in maximal stroke volume. Mechanisms for the increase in maximal stroke volume include an increase in cardiac contractility (strength of contraction) and greater ventricular filling (increase in end diastolic volume).

Maximal stroke volume = increase in contractility and end diastolic volume with training
The increase in maximal (a-v)O2 difference is due to three factors: an increase in red blood cell numbers (oxygen carrying capacity), an increase in muscle capillary density and local blood flow (oxygen delivery) and an increase in mitochondrial number (oxygen utilization).

Maximal (a-v)O2 difference = increase in RBCs, capillaries, mitochondria with training.

Together, these training adaptations are responsible for the increase in VO2max associated with endurance training.

Mechanisms responsible for an increase in maximal stroke volume is cardiac contractility and greater ventricular filling.

Our body must make the adjustments in response to the physical stress incurred during a single bout of exercise. This adjustments address a number of the underlying principles, that are involved in the many training adaptations associated with participation in a regular exercise program. The first principle relates to the concept of homeostasis. Homeostasis can be defined as the tendency of the body to maintain a stable internal environment for cells by narrowly regulating critical variables such as pH or acid base balance, oxygen tension, blood glucose concentration, body temperature, etc. The brain, the lungs and the respirator system, heart and blood vessels, the cardio vascular system, muscles, kidney, liver etc., are most respond. Showing here are the major components of the cardio vascular system. In order to ensure that the proper amounts of oxygen and nutrients are being delivered to the working muscles. The heart must pump more forcefully and the blood vessels to the muscles must dilate to increase local blood flow. The nervous and endocrine systems are the major regulators involved, responsible for the increase in both heart rate (increasing cardiac output) and the pumping capacity of the heart. These cardiovascular adjustments ensure that the muscles are receiving adequate blood flow to support.

Science of exercise, Coursera

Kako se telo prilagaja vzrdržljivostni vadbi

To je  primer, kako se telo prilagaja vadbi za vzdržljivost.  Ta predstavlja za organizem fiziološki stres, na katerega se telo odzove s takojšnjo prilagoditvijo.

Alice je 27-letna ženska s sedentarnim načinom življenja, ki se je odločila za začetek aerobnega programa usposabljanja za svoje zdravje in fitnes. Pred začetkom svojega programa za trening je bil njen Vo2 max 38 ml / kg / min. Po 6 mesecih rednega teka, plavanja in kolesarjenja se je njen VO2max  povečal na 52 ml / kg / min.

Osnovna prilagoditev vadbe z rednim treningom vzdržljivosti je povečanje maksimalnega V’O2 max. Razlog za povečanje je povezan z izboljšanjem oskrbe s kisikom (kardiovaskularna prilagoditvev) in izboljšanjem porabe  kisika v mitohondrijskih celicah mišic . Atleti v vzdržljivostnih ali aerobnih aktivnostih, kot so tekmovalci v smučarski tekih, kolesarji  in maratonci, imajo najvišje ocenjene vrednosti za V’O2 max.

V povezavi je  primer mojega končnega testa  Coursera :SIENCE OF EXERCISE.

Narejen je tudi spletni  VO2max kalkulator.

Shrani Android verzijo.

 

How body adjust to endurance exercises

This is a one example how body adjust to endurance exercises. A single training is a physiological stress, on which the body responds with immediate adjustment.

Alice is a 27 year old sedentary female who has decided to begin aerobic training program for her health and fitness. Prior to begininhg her training program her Vo2 max was 38ml/kg/min. After 6 month of regular running ,swimming and cycling VO2max inreased to 52ml/kg/min.

This one example was my Coursera FINAL COURSE ASSESMENT  in SIENCE OF EXERCISE.

There is also my  web VO2max calculator.

Download  Android version.

Reference

Science of exercise, Coursera