بررسی سازگاری های دستگاه تهویه ای به ورزش در کودکان

[bOoOoOy]

ارزیابی سیستم قلبی – تنفسی نشان می دهد که ورزش از مشکل تبادل گاز می کاهد.ماشین متابولیکی (سوخت و سازی) سلول عضلانی در حال ورزش نیازمند انرژی است.

کار ریه ها عبارتند از :

الف: ارتباط اولیه با زنجیره رهایش o2
ب : ابزار های دفع کننده co2   زائد

مواردی که در  بررسی پاسخ های تهویه ای به ورزش در کودکان در حال رشد مهم است:

۱- تاثیر ابعاد بزرگتر بدن

۲-گسترش کارکرد اندام که مستقل از اندازه است

در بسیاری از مواقع، توازن موجود بین کارکرد های تهویه ای و قلبی در زنجیره ی تبادل گاز است که عضله اسکلتی را به هوای جو مرتبط می سازد.در کودکان در حال رشد قلب و ریه ها هر دوی این وظایف را با الگوی پایه ای مشابه انجام می دهند. به این ترتیب که حجم ضربه ای و حجم جاری به ترتیب و تدریج در اثر زیاد شدن اندازه  قلب و ریه افزایش می یابد.همچنین تفاوت های واضحی بین فیزیولوژی ورزشی قلبی و ریوی تکاملی (دوران رشد) وجود دارد . کودکان جوانتر در مقایسه با کودکان بزرگتر یا افراد بزرگسال نسبت به VO2  از تهویه بیشتری بر خوردارند.
تهویه استراحتی در کودکان

از زمانی که یک کودک به کودکستان پا می گذارد تا زمانی که بالغ (جنسی) می شود، وزن ریه های وی نزدیک به سه برابر افزایش می یابد و از متوسط ۲۱۱ گرم به ۶۴۰ گرم می رسد. طی این دوره ی زمانی، ظرفیت حیاتی (VC) استراحتی از تقریباً ۱۰۰۰ به ۳۰۰۰ سی سی ، و ظرفیت کل ریه از ۱۴۰۰ به ۴۵۰۰ سی سی افزایش می یابد(با عبور از این دوره ی زمانی زندگی ، ارزش هایVO2 max نوعاً ۲ تا ۵/۲ برابر افزایش می یابد(.

حجم های ریوی استراحتی

کودکان همچنان که رشد می کنند کاهش پیشرونده ای در VO2 (اکسیژن مصرفی) وابسته به وزن در حال استراحت نشان می دهد. همچنین یافته ها نشان می دهند که نسبت به اندازه یا وزن بدن حجم جاری با آهستگی کاهش می یابد و با افزایش سن کودک از تواتر تنفسی کاسته می شود.نتیجه ، عبارت است از یک کاهش پیشرونده در تهویه ریوی که در سالهای کودکی نسبت به وزن بدن بیان می شود. لیونز و تانر در مطالعه مقطعی که بر روی ۴۳۸ کودک سالم ۶ تا ۱۴ ساله انجام داده اند، ارزش های طبیعی حجم کل ریه و زیر مجموعه هایش را گزارش کرده اند. ظرفیت کل ریه و ظرفیت حیاتی، بهترین رابطه را با قد بدن داشته اند که ریشه سوم قد، ضریب های همبستگی نسبتاً بهتری را تولید کرده اند تا قد به تنهایی.

بر خلاف این آستراند در یافته است که با افزایش سن در دوره ی کودکی ظرفیت حیاتی به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در پسران به صورت یکنواخت افزایش می یابد. میانگین ارزش های گزارش شده از سوی وی ۳/۷۲ ml  به ازای هر کیلو گرم در گروهی از پسران ۷ تا ۹ سال و ۸/۸۰ ml  به ازای هر کیلو گرم در پسران ۱۴ تا ۱۵ ساله بوده است. تهویه دقیقه ای و استراحتی در دوران کودکی و نوجوانی افزایش می یابد اما تهویه دقیقه ای بیان شده نسبت به توده بدن کاهش می یابد. در مطالعه رابینسون حجم جاری از ۶ تا ۱۷ سالگی از ۱۳ تا ۹ میلی متر برای هر کیلو گرم کاهش داشته است.

مقاومت و اتساع پذیری

پس از سفتی نسبی ریه ها در بدو تولد خاصیت اتساع پذیری در سرتاسر کودکی گسترش می یابد، با وجود این بیشتر پیشرفت ها در ۲ سال نخست کودکی رخ می دهد و از اواخر کودکی تا سال های جوانی تغییرات اندکی در اتساع پذیری اتفاق می افتد. مقاومت توسط نسبت فشار و جریان هوا در راه های تنفسی بیان می شود . ارزشهای آن در کودکان جوان زیاد است . اما از ۵ سالگی به بعد تغییرات نا چیزی در آن مشاهده می شود.لانتری و اسلای نشان دادند که مقاومت راه های هوایی نسبت به قد کاهش داشته است . در عین حال اتساع پذیری سیستم تنفسی نسبت به قد افزایش داشته است.
ظرفیت انتشار

ضریب همبستگی بین DLCO با قد،وزن و BSA مشابه و در هر دو جنس تقریباً ۹۰% بوده است. با وجود این ابردویچ و همکارانش در ارزشهای DLCO بیان شده نسبت به حجم حبابچه ای در زمانی که در مقابل قد آزمودنی های ۶ تا ۳۰ ساله روی نمودار نشان داده شدند،یک کاهش تدریجی نشان دادند.

تهویه به هنگام ورزش

الگوی تغییر در اجزای تهویه دقیقه ای به هنگام ورزش احتمالا متفاوت از الگوی آن در بزرگسالان است زیرا به نظر می رسد که در مقادیر کاری با شدت بالا،کودکان بیشتر به حجم جاری متکی هستند، تا تواتر تنفسی. کودکان کم سن و سال تر نشان دادند که کارایی تنفسی شان به هنگام ورزش کم می شود.

ورزش زیر بیشینه

در یک شدت کار زیر بیشینه معین، حجم جاری به ازای هر کیلو گرم اندکی تغییر می کند . در حالی که با افزایش سن کودکان ، تواتر تنفسی به صورت پیشرونده کاهش می یابد. نتیجه این که تهویه ریوی به ازای هر کیلو گرم نیز کم می شود.

کارایی تهویه ای

یافته های پژوهشی طولی و مقطعی نشان می دهد که به هنگام ورزش و به نسبت نیازمندی های متابولیک ، کودکان تهویه بیشتری دارند. این ناکارایی تهویه ای توسط نسبت بالاتر تهویه ریوی به اکسیژن مصرفی نشان داده شده است و زمانی که کودکان جوان تر آزمایش می شوند این نسبت بیشتر افزایش می یابد.

ظرفیت انتشار به هنگام ورزش

ظرفیت انتشار ریه در کودکان به هنگام ورزش تقریباً ۳ برابر افزایش می یابد، که این افزایش نسبت به افزایشی که در بزرگسالان گزارش شده اندکی بیشتر است.

تهویه در ورزش بیشینه

تهویه ی دقیقه ی بیشینه  (VE max) با رشد ریه ها افزایش می یابد که رشد ریه ها حاصل افزایش سن کودکان است. آستراند ارزش های تهویه ریوی بیشینه را در پسران و دختران ۴ تا ۶ ساله به ترتیب ۸/۳۹ و۹/۳۳ لیتر در دقیقه گزارش کردند. این اعداد تا سن ۱۴-۱۵ سالگی به ۹/۱۱۲ و۹/۸۷ لیتر در دقیقه افزایش یافتند.در یافته های طولی روتن فرانز و همکارانش دیده می شود که تا وقتی قد دختران به ۱۶۰ cm می رسد، VE max با قد رابطه خطی دارد که با عبور از مرز ۱۶۰ cm ارزشها عملاً کاهش می یابند . با وجود این در مردان این رابطه خطی بین قد و VE max  تا ۱۷۰ cm ادامه یافته است.
تواتر تنفسی

هرچند تهویه ی ریوی بیشینه (VE max) در دوران کودکی افزایش می یابد، اما تواتر تنفسی بیشینه به صورت پیشرونده ای کاهش می یابد.مورس و همکارانش برای این منظور از معادله ی زیر استفاده کرده اند :
 (سن) fb max = 60/5 – 0/92

حجم جاری

هم زمان با رشد کودکان حجم جاری آنها در ورزش بیشینه ای به صورت یکنواختی افزایش می یابد. مطالعه طولی روتن فرانز و همکارانش افزایشی در متوسط حجم جاری بیشینه ی VTmax نشان داده اند.
 چرا در هنگام ورزش نسبت VE به VO2 در کودکان بیشتر است؟
در مقایسه با افراد بزرگسال، کودکان در هنگام ورزش، تهویه ای بیش از نیازمندی های متابولیکی دارند. افزایش در نسبت تهویه ی ریوی به اکسیژن مصرفی در هنگام ورزش با سن کودک رابطه ی معکوس دارد؛ هرچند که علت ناکارایی تهویه کودکان معلوم نیست اما پژوهشگران آن را از دو بعد بررسی کرده اند.

۱: نشانه ا ی از زیاد شدن تحریک عصبی تهویه ای در کودکان در مقایسه با بزرگسالان است.
۲: تاثیر تفاوت های وابسته به اندازه در مکانیک تهویه ای است.

پاسخ به تمرین های استقامتی

آثار فعالیت های استقامتی منظم در کودکان بر پاسخ های تهویه به ورزش، می تواند از طریق مطالعه موارد زیر ارزیابی شود:

الف : نیمرخ های تهویه ای ورزشکاران استقامتی جوان
ب : تغییرات در پارامترهای تهویه ای در غیر ورزشکاران پس از یک دوره ی تمرین های هوازی

کودکان ورزشکار استقامتی

واکارو و همکارانش در مطا لعۀ بر روی دختران دونده ۱۰تا ۱۴ ساله و مقا یسۀ آنها با گروه کنترل غیر ورزشکار ،نتوانستند تفا وت معنی داری در ظرفیت حیاتی استراحتی ،یک ثانیه حجم تنفسی اجباری (FEV1) یا تهویۀ ارادی بیشینه ای (MVV) پیدا کنند. با وجود این ارزش میانگین برای تمام این شاخص ها در ورزشکاران بیشتر بوده است .بر عکس آندرو تفاوت معنی داری را در یک ثانیه حجم تنفسی اجباری در پسران و دختران شناگر ۸ تا ۱۸ ساله در مقایشه با غیر ورزشکارمشاهده کرد.کودکان ورزشکاراستقامتی تمایل دارند تا تهویه ریوی بیشینه (VE max)  بیشتری نسبت به غیر ورزشکاران داشته باشند;اما این تفاوت ها چندان مهم نیستند و نسبت به تفاوت های VO2max متغیرترند.
مطالعات تمرینی

کوخ و اریکسون پاسخ های تهو یه ا ی به یک  دوره تمرین ورزشی ۱۶ هفته ای را در ۹ پسر ۱۱ تا ۱۳ساله مطالعه کردند. میانگین   VO2max از۷/۴۱ به ۱/۴۸ میلی لیتر به ازا هر کیلو گرم در دقیقه افزایش یافت. تمرینات تاثیری بر تواتر تنفسی یا حجم جاری استراحت و تهویه نداشتند. با وجود این در شرایط ورزش بیشینه، متوسط VE  از ۴/۴۹ تا ۸/۷۲ لیتر در دقیقه افزایش یافت در حالی که تواتر تنفسی بیشینه تغییری نداشته است .
همچنین واکارو و کلارک در مطالعه کودکان شناگر ۹ تا ۱۱ ساله افزایش ۲/۱۳ درصد ی  در VO2max را در افراد ورزشکار نسبت به  افراد غیر ورزشکار را نشان داد.