Sinh lý học Hô hấp ứng dụng của Nunn & Lumb, ấn bản thứ 9. CHƯƠNG 13. VẬN ĐỘNG/GẮNG SỨC

Sinh lý học Hô hấp ứng dụng của Nunn & Lumb, ấn bản thứ 9. Nunn and Lumb’s Applied Respiratory Physiology 9th Edition.
Chủ biên: Andrew Lumb, Caroline Thomas. Nhà xuất bản ELSEVIER. Biên dịch: Ts.Bs. Lê Nhật Huy, Ths.Bs. Lê Đình Sáng. ISBN-13: 978-0702079085. 
Ấn bản tiếng Việt của cuốn sách này được dịch & chia sẻ vì mục đích lan toả tri thức, hoàn toàn phi lợi nhuận, duy nhất trên các website sachyhoc.com & yhoclamsang.net của THƯ VIỆN MEDIPHARM. NGHIÊM CẤM THƯƠNG MẠI HOÁ bản dịch tiếng Việt của cuốn sách này dưới bất cứ hình thức nào.

CHƯƠNG 13. VẬN ĐỘNG/GẮNG SỨC

Exercise
Andrew Lumb, MB BS FRCA; Caroline Thomas, BSc MBChB MRCS(Ed) FRCA
Nunn and Lumb’s Applied Respiratory Physiology, 13, 183-190.e2

Đáp ứng hô hấp đối với quá trình vận động phụ thuộc vào mức độ vận động, và chúng ta có thể phân chia thành ba mức độ cơ bản:

1. Vận động mức độ vừa (moderate exercise) nằm dưới ngưỡng kỵ khí (anaerobic threshold – AT) của đối tượng, và nồng độ lactate trong máu động mạch không tăng. Bệnh nhân hoặc đối tượng có khả năng vận chuyển tất cả lượng oxy cần thiết và duy trì ở trạng thái ổn định (steady state).
2. Vận động cường độ cao (heavy exercise) vượt quá ngưỡng kỵ khí (AT). Nồng độ lactate máu động mạch tăng lên nhưng duy trì không đổi. Chúng ta cũng có thể coi đây là một trạng thái ổn định.
3. Vận động gắng sức (severe exercise) vượt xa ngưỡng kỵ khí (AT), và nồng độ lactate máu động mạch tiếp tục tăng cao. Đây là một trạng thái không ổn định (unsteady state), và đối tượng không thể duy trì mức độ làm việc này lâu dài.

Tiêu Thụ Oxy Trong Quá Trình Vận Động

Luôn tồn tại một mối liên hệ chặt chẽ giữa công suất phát ra bên ngoài và mức tiêu thụ oxy của đối tượng (Hình 13.1). Lượng oxy tiêu thụ lúc nghỉ ngơi (tốc độ chuyển hóa cơ bản – basal metabolic rate) rơi vào khoảng 200 đến 250 mL/phút. Khi cơ thể thực hiện công việc, mức tiêu thụ oxy tăng thêm khoảng 12 mL/phút cho mỗi watt. Giới chuyên môn thường mô tả cường độ vận động dưới dạng đương lượng chuyển hóa (metabolic equivalents – METs), dùng để chỉ số lần nhân lên của mức tiêu thụ oxy lúc nghỉ ngơi bình thường đối với cá nhân đó. Ví dụ, đi bộ nhanh trên đường bằng phẳng đòi hỏi mức tiêu thụ oxy khoảng 1 L/phút (tương đương 4 METs), trong khi chạy với tốc độ 12 km/giờ đòi hỏi khoảng 3 L/phút oxy và được đánh giá là hoạt động ở mức 12 METs. Tác giả trình bày chi tiết các ví dụ khác trong Hình 13.1.

Diễn Tiến Theo Thời Gian Của Sự Gia Tăng Mức Tiêu Thụ Oxy

Mức tiêu thụ oxy tăng nhanh khi bắt đầu một đợt vận động, kèm theo sự gia tăng sản xuất carbon dioxide (carbon dioxide production) và nồng độ lactate trong máu tăng nhẹ. Với vận động mức độ vừa (Hình 13.2, A), cơ thể nhanh chóng đạt được trạng thái bình nguyên, và nồng độ lactate duy trì ở mức thấp hơn nhiều so với mức tối đa bình thường lúc nghỉ ngơi (dưới 3,5 mmol/L). Ở mức vận động cường độ cao, mức tiêu thụ oxy (V̇O₂), lượng carbon dioxide sản xuất (V̇CO₂) và lactate đều tăng nhanh hơn, và cũng đạt đến mức ổn định trong vòng vài phút. Mức độ gia tăng này liên quan mật thiết đến công suất phát ra và thể lực của đối tượng (Hình 13.2, B). Nếu mức độ vận động vượt quá khoảng 60% khả năng vận động tối đa (maximal exercise ability) của đối tượng (xem phần sau), sự gia tăng tiêu thụ oxy thường xuất hiện thêm một thành phần chậm (slow component) thứ phát. Thành phần này gắn liền với sự gia tăng liên tục của nồng độ lactate trong máu, cuối cùng sẽ buộc đối tượng phải ngừng vận động (Hình 13.2, C). Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều giả thuyết để giải thích cho thành phần chậm này của V̇O₂, bao gồm tình trạng tăng nhiệt độ cơ thể, chi phí oxy cho việc thở (oxygen cost of breathing), nhiễm toan lactic (lactic acidosis) và những thay đổi trong quá trình chuyển hóa cơ bắp do việc huy động các loại sợi cơ khác nhau trong quá trình vận động kéo dài. Cho đến nay, cơ chế sinh lý cốt lõi liên kết giữa nhu cầu oxy của cơ bắp và sự cung cấp oxy trong quá trình vận động, cũng như diễn tiến thời gian của phản ứng này, vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn.

Hình 13.1: Sự tiêu thụ oxy ở trạng thái ổn định với các mức độ vận động khác nhau. Đường màu đỏ liền nét biểu thị mức tiêu thụ oxy của toàn cơ thể như một hàm số của mức công suất phát triển. Đường cong màu xanh dương là ước tính về chi phí oxy cho việc thở để đáp ứng với tình trạng tăng thông khí (hyperventilation) gia tăng trong quá trình vận động. METs, Đương lượng chuyển hóa (Metabolic equivalents), là số lần nhân lên của mức tiêu thụ oxy cơ bản cần thiết cho các hoạt động khác nhau.