Væskebalance... Hvorfor og hvordan? Mette Broch Pedersen Anneli Cebrine Holm. Autentisk Liv Anneli Cebrine Holm

Transkript

1 Væskebalance... Hvorfor og hvordan? Mette Broch Pedersen

2 Væskebalance... Hvorfor og hvordan? Seminarieforlaget AH Slagelsevej Sorø Omslag: Mikael Nielsen Tegninger: Mikael Nielsen ISBN Ernærings- og Husholdningsøkonom dimitteret januar 1989 Mette Broch Pedersen Ernærings- og Husholdningsøkonom dimitteret 1989 Ny opsætning til internetbrug Juli 2008 GrafikNord Tylstrupvej Hjallerup Tlf Forord På Ankerhus Seminarium uddannes Ernærings- og Husholdningsøkonomer. Uddannelsen er 3 ½ årig, og de studerende udarbejder på 6. semester et selvstændigt speciale. De valgte emner spænder vidt, og flere af disse specialer, evt. i omarbejdet stand er velegnet til udgivelse. En mindre gruppe lærere har indgået i et samarbejde med Mette Broch Pedersen og om udgivelse af deres speciale, der har fået titlen Væskebalance hvorfor og hvordan? Samarbejdet har bestået i gennemlæsning og redigering af stoffet fra lærernes side, hvorefter seminariets administration har renskrevet manuskriptet. Bogen henvender sig til alle, der udøver idræt på højt niveau. Samtidig kan alle, der arbejder bevidst med krop og motion have glæde af at læse bogen. Ankerhus Seminarium, forår 1991 Magny Andersen Hanne Christoffersen

3 Indholdsfortegnelse Side Kapitel 1 Indledning 1 Kapitel 2 Kroppens temperaturregulering Varmebalance Varmedannelse Temperatursanser Varmeafgivelse Varmeafgivelse under aktivitet 6 Kapitel 3 Væskens betydning for konditionen Væskefordelingen i kroppen Konsekvenserne for muskelaktiviteten ved en dehydrering Nyrernes opbygning Nyrernes fysiologi Konsekvenserne for iltoptagelsen ved en dehydrering Temperaturstigning som følge af et fald i blodvolumen 17 Kapitel 4 Hvordan genetableres væskebalancen? Hvor meget væske skal der drikkes? Hvad skal der drikkes? 21 Litteraturliste 22

4 Kapitel 1 Indledning Betingelsen for, at den menneskelige organisme rent fysisk kan fungere, bygger på en række mere eller mindre komplicerede forhold. Det er mange faktorer, der skal være i orden for at sikre optimal fysiologisk funktion, f.eks. opretholdelse af en konstant indre legemstemperatur. Reguleringen af temperaturen i kroppen bliver højt prioriteret, f.eks. højere end det at være i væskebalance. Så for at holde kernetemperaturen indenfor snævre rammer under længerevarende fysisk aktivitet, f.eks. et marathonløb, er det nødvendigt, at afgivelsen af varme er lig med den ekstra varme, der produceres. Den øgede svedproduktion, der vil komme under fysisk aktivitet, vil derfor resultere i et væsketab, ligegyldigt om organismen er i væskebalance eller ej. Et af formålene med at dyrke idræt er at vedligeholde en god fysisk form, og det er vigtigt, at idrætsudøveren ikke overhører de signaler, kroppen sender. Formålene med signalerne er, at kroppen fortæller, at der er noget galt at det er på tide at holde en pause. Overhører idrætsudøveren signalerne og fortsætter sin aktivitet, tæres på kroppens ressourcer, og risikoen for, at forskellige skader melder sig, øges. Der vil så kunne stilles spørgsmål ved, om det er sundt at dyrke idræt. Tørstfornemmelsen er et af de signaler, kroppen giver, for at idrætsudøveren skal indtage væske. Selv et ringe væskeunderskud vil få konsekvenser, f.eks. vil en nedgang i konditionen vise sig. 1 Forsøg har vist, at man ikke kan stole fuldt ud på tørstfornemmelsen. Det vil sige, at de fysiologiske behov rent faktisk ikke behøver at være dækket, når idrætsudøveren føler, at han har fået stillet sin tørst. Det er derfor utrolig vigtigt, at idrætsudøveren er opmærksom på, hvor nødvendigt det er at få rigeligt at drikke i det daglige. Formålet med denne bog er at informere om en af de faktorer, der har indflydelse på konditionen nemlig det at være i væskebalance. Vi har arbejdet ud fra spørgsmålet: Hvilke konsekvenser har en dehydrering af kroppen for idrætsudøveres kondition? Der foretages en vurdering af, hvordan den fysiske tilstand bliver påvirket ved et væskeunderskud i kroppen, og om væskeunderskuddet får konsekvenser for idrætsudøverens fysiske tilstand. Med begrebet den fysiske tilstand forstår vi den kropslige sundhedstilstand konditionen. I idrætsfysiologien bliver ordet kondition brugt med følgende definition: Organismens evne til at optage og transportere ilt til de arbejdende muskler eller udtrykt på en anden måde: Organismens maksimale iltoptagelse i milliliter per kilo legemsvægt per minut. (Klausen K. et al, 1985 s. 81) Vi vil gennemgå kroppens temperaturreguleringssystem, for på den måde at forklare, hvorfor der opstår et væskeunderskud ved længerevarende fysisk aktivitet, og nødvendigheden af, at der reetableres varmebalance i kroppen. Derefter kommer vi ind på væskefordelingen i kroppen og hvordan kroppen ved hjælp af nyrerne kan regulere væskeudskillelsen. Vi vil uddybe konsekvenserne for konditionen ved en dehydrering. Til sidst vil vi sammenfatte konsekvenserne med hvad idrætsudøveren skal sørge for, for ikke at starte sin aktivitet i en dårlig fysisk tilstand.

5 Kapitel 2 Kroppens temperaturregulering Den menneskelige organisme har et meget effektivt system, der regulerer kropstemperaturen. Det betyder, at vi er i stand til at holde legemstemperaturen nogenlunde konstant under meget forskellige ydre temperaturforhold. Legemstemperaturen er ikke ens i hele kroppen. Der skelnes mellem legemstemperaturen i kerne og skal. Kernen består af de centrale dele af kroppen, halsen, hovedet og de øverste dele af tarmsystemet. Kernen udgør 60% af legemet. Den øvrige del af legemet betegnes skallen. Som det fremgår af figur 1, vil legemstemperaturen i skallen være meget afhængig af temperaturen i omgivelserne. Ved en temperatur i omgivelserne på 20 C vil hænder og fødder komme ned på temperaturer på omkring 30 C, mens kernen holder en temperatur på 37 C (det skraverede område). en temperatur på 37 C (det skraverede område). Kroppen kan klare store temperatursvingninger i omgivelserne, men tåler kun små svingninger i kernetemperaturen. Her kan kun tolereres en variation på få grader. Hvis kernetemperaturen stiger eller falder få grader, medfører det katastrofale ændringer. Disse ændringer viser sig som forstyrrelser i cellestrukturen eller kroppens cellulære aktiviteter, såsom nerveledningshastighed, muskelkontraktionshastighed, intern og ekstern sekretionsaktivitet og kroppens forskellige enzymsystemers aktivitet. Kernetemperaturen skal ligge mellem 37 C og 38 C, også selvom de ydre betingelser for organismens afgivelse eller dannelse af varme ændres betydeligt. Ved en temperatur i omgivelserne på 34 C vil en større del af kroppen have Figur 1 Lufttemperaturens indflydelse på legemstemperaturen 2

6 2.1 Varmebalance For at kroppen kan holde kernetemperaturen konstant er det nødvendigt, at der er balance mellem den varme, der produceres og den, der afgives, uanset ydre forhold. Kroppens varmebalance kan stilles op i formelen: P + - K + - S F = + - Æ hvor P repræsenterer varmeproduktion i kroppen. K repræsenterer varmeudvekslingen i form af konvektion (se side 5). S repræsenterer varmeudvekslingen i form af stråling (se side 5). F repræsenterer varmeudvekslingen i form af fordampning (se side 5.) Æ er den mængde varme, som mistes eller oplagres i kroppen med en sænkning eller stigning af kropstemperaturen. Er Æ lig nul, vil der være varmebalance. Er Æ negativ, vil kropstemperaturen falde, og enten på P stige, eller K, S eller F må formindskes. Er Æ positiv, vil kropstemperaturen stige, og en eller flere af de afgivende faktorer K, S eller F må forøges i positiv retning, så Æ nær nul tilstræbes. Er legemstemperaturen konstant, og produceres og afgives der varme med en konstant og identisk hastighed, er man i det, der (teoretisk) betegnes som termisk steady state (ligevægt). Med udgangspunkt i det teoretiske ligevægtsbegreb beskrives i det følgende de faktorer, der er bestemmende for størrelsen af kernetemperaturen: Varmedannelsen i organismen Betingelserne for varmeudviklingen mellem legemsoverfladen og omgivelserne Betingelserne for varmetransport mellem legemets kerne og skallen 2.2 Varmedannelse Når kroppen er i hvile, vil stofskiftets energiomsætning opretholde varmeproduktionen og sikre legemstemperaturen ved 37 C. En mand på 75 kilo vil i hvile have en varmeproduktion på 300 KJ/time. Den producerede varme bruges til at holde kernetemperaturen på 37 C. Når hvile ændres til muskelaktivitet, vil der blive produceret mere varme. Ved muskelaktivitet øges stofskiftets energiomsætning, d.v.s. den kemiske energiomsætning øges. Af den kemiske energi, der bliver frigjort, vil der højst være en nyttevirkning på 25% til muskelarbejde. De resterende 75% af energien vil blive varmeenergi. 3

7 Figur 2 Temperaturer i spiserøret Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s 537 Figur 2 viser temperaturen i spiserøret (= temperaturen i kernen) som funktion af iltoptagelsen i % af den maximale iltoptagelse. Her ses forskellen på kernetemperaturen ved en iltoptagelse på 25% og op til 57% af den maksimale iltoptagelse. To løbere med forskellig kondition, der løber samme tur med samme hastighed og under samme forhold, vil ikke komme op på samme procentdel af deres maksimale iltoptagelse. Løberen med en bedre kondition vil ikke udnytte så stor en procentdel af sin kapacitet som løberen med en dårligere kondition og en lille maksimal iltoptagelse, hvilket vil betyde, at deres kropstemperatur ikke vil stige lige meget på samme løbetur. Man siger, at de ikke har løbet med samme intensitet. Jo højere intensitet, jo højere kropstemperaturstigning. Ved længerevarende aktivitet med høj intensitet vil der produceres mere varmeenergi, end der er nødvendig for at holde kropstemperaturen. Den overskydende varmeenergi må kroppen forsøge at afgive for at holde kernetemperaturen konstant Temperatursanser Varmereguleringen kan styres på to måder over hypotalamus. 1. Varmeregulering via termoreceptorer ved påvirkninger fra omgivelserne. I huden og de fleste slimhinder findes sanseceller, termoreceptorer, der opfatter temperatur. Påvirkninger som f.eks. høj lufttemperatur vil iværksætte impulser fra receptorerne i huden til motoriske nervetråde i rygmarven og videre til det sensoriske område i hjernen, det temperaturregulerende center i hypotalamus. Herfra sendes nerveimpulser til svedkirtlerne, som sætter en svedproduktion i gang. 2. Varmeregulering via blodets temperaturpåvirkning (legemstemperaturen) Det temperaturregulerende center i hypotalamus bliver påvirket af temperaturen i det blod, der gennemstrømmer centret. Varmereguleringen styres af blodets oplysninger om legemets gennemsnitstemperatur.

8 2.4 Varmeafgivelse I hvile vil dannelsen af varme overvejende ske i organismens kerne. Det er derfor nødvendigt at kunne få transporteret varme væk fra kernen. Blodet foretager transporten af varme fra legemets indre og ud til hudoverfladen. Stiger kernetemperaturen, vil det temperaturregulerende center registrere en stigning i blodtemperaturen. Det vil bevirke, at der sendes impulser ud til huden, så arteriolerne i huden vil åbne sig mere, og blodgennemstrømningen ud i huden øges. Blodet vil på den måde kunne afgive mere varme ud til hudoverfladen, men varmeudvekslingen mellem hudoverfladen og omgivelserne afhænger af temperaturforskellen. Når hudoverfladens temperatur er høj og rumtemperaturen lav sker varmeudvekslingen fra hud til rum. Når rumtemperaturen overstiger hudtemperaturen, sker varmeudvekslingen fra rum til hud. Varmeafgivelsen fra huden til omgivelserne kan ske ved stråling, konvektion og fordampning, som det fremgår af figur 3. Ved stråling sker varmeafgivelsen til de kolde genstande i omgivelserne via luften. Varmestråling er elektromagnetisk stråling, f.eks. infrarød stråling. Den ændres i takt med hudens blodgennemstrømning, luftens temperatur og omgivende genstandes temperatur. Sker varmeudveksling ved konvektion, går varmestrømmen mellem huden og henholdsvis luft og vand. Ved konvektion vil der være en bevægelse mellem huden og det medium, varmen afgives til. Svømmere kommer sjældent til at svede, da vandet vil afkøle kroppen i takt med den øgede varmeproduktion. Blæser det, vil det også øge varmeafgivelsen, f.eks. vil roeren let blive afkølet, hvis det blæser meget ude på søen. På den måde vil varmeafgivelsen kunne blive større, end hvis luften var stillestående. Ved en fordampning af væske fra hudoverfladen vil der frigives energi, da det kræver energi for at få en væske over i dampform. For at fordampe en liter vand forbruges 2426 KJ. Svedfordampning kan fjerne store mængder energi. Figur 3 Varmeafgivelse til omgivelserne 5

9 2.5 Varmeafgivelse under aktivitet Ved en stigning i arbejdsintensiteten sker der også en stigning i den totale varmeproduktion. For at undgå overophedning er det, som før nævnt, nødvendigt at varmen fjernes, så der igen er varmebalance. Figur 4 viser et forsøg, hvor der er arbejdet en time med forskellige belastninger i en rumtemperatur på 21 C. Det ses, at der både sker en stigende produktion af energi og en stigende produktion af varmen med stigende arbejdsintensitet. Trækkes varmeproduktionen fra energiproduktionen, fås nyttevirkningen, der ligger på cirka 23%. Forskellen mellem varmeproduktionen og det totale varmetab stiger også, hvilket viser, at kropstemperaturen stiger med stigende arbejdsintensitet. Mængden af afgivet varme ved de forskellige varmeafgivelsesmuligheder er forskellig ved de forskellige belastninger. Således ses det, at den stigende varmeproduktion ved stigende belastninger primært afgives ved fordampning. Fordampning er den måde, hvorpå mennesket kan afgive mest varme. Med den stigende varmeproduktion er det altså mest effektivt at afgive varme gennem fordampning ved hjælp af en svedproduktion. Det lille fald, der er til sidst i varmetab gennem stråling og konvektion skyldes, at hudens temperatur falder ved fordampningen og muligheden for at afgive varme på de to måder mindskes. Den mindskes, fordi temperaturforskellen mellem rummet og huden øges, og huden vil absorbere varme fra rummet. Figur 4 Varmeproduktion ved forskellig arbejdsintensitet Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s

10 Figur 5 Varmeproduktion ved konstant belastning og rumtemperatur Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s Figur 5 viser et forsøg, hvor der er arbejdet med en konstant belastning på 150 watt i varierende rumtemperatur fra 5 C - 36 C. Efter minutters arbejde vil der ikke kunne registreres nogen særlig stigning i kernetemperaturen; variationen vil kun være på 0,11 C. Den samlede varmeafgivelse fra kernen er lig med den varmeproduktion, der sker ved arbejdet. Rumtemperaturen har ikke en direkte indvirkning på legemets kernetemperatur, men på hudens temperatur og dermed på, hvilken varmeafgivelsesform kroppen vil benytte. Ved de lave rumtemperaturer foregår 70% af skallens varmeafgivelse ved hjælp af stråling og konvektion, og 30% ved fordampning. Det ses af figur 5, at stråling og konvektion vil falde i takt med temperaturstigningen. Dette skyldes, at kroppen lettere kan komme af med varmen til omgivelserne, jo lavere rumtemperaturen er. I kulde (5 C) fordamper der 150 gram sved, men i varme (36 C) fordamper der 700 gram. Det er fordi fordampning er den eneste form for varmeafgivelse, der virker, når rumtemperaturen er blevet så høj, at huden begynder at absorbere 7 varme. Denne varmeabsorbering viser sig ved at stråling og konvektion bliver negativ. Vi kan derfor konstatere, at rumtemperaturen har direkte indflydelse på, om kroppens varmeafgivelse vil ske i form af fordampning. Fysisk aktivitet i temperaturer over 20 C vil medføre et væsketab; hvor stort dette bliver, vil være meget forskelligt fra person til person. Varmeudviklingen i kroppen er i sig selv en god ting, da den er med til at sætte enzymaktiviteten op, hvilket gør, at musklerne bedre kan arbejde. Men når den optimale kernetemperatur er opnået, er det nødvendigt at afgive den resterende varmeenergi, der produceres. Idrætsudøvere kan ikke undgå væsketab under fysisk aktivitet, da fordampning er den mest effektive måde, hvorpå kroppen kan komme af med den overskydende varme. Den enkelte idrætsudøver må derfor sørge for at være i væskebalance, så det at miste væske under aktivitet ikke vil få konsekvenser for den fysiske tilstand.

11 Kapitel 3 Væskens betydning for konditionen Vi har været inde på vigtigheden af, at kroppens temperaturreguleringssystem virker, sådan at kernetemperaturen kan holdes konstant. Kroppen vil således prioritere temperaturreguleringen højere end det at holde på kropsvæsken. Der er lavet undersøgelser, der viser, at mennesket let kan tabe 1-2 liter væske per time ved f.eks. løb eller ved ophold i sauna. Væsketabet vil få konsekvenser for muskelaktiviteten, iltoptagelsen og kernetemperaturen. Tre ting, der alle vil forringe konditionen, og dermed nedsætte idrætsudøverens muligheder for at yde en optimal præstation. Kvinder består i gennemsnit af mindre væske end mænd, da fedt binder mindre vand end muskler. Med alderen sker der et fald i kroppens væskeindhold på grund af mindre muskelmasse. Væsken i kroppen opdeles i følgende: ICV = Den intracellulære væske i cellerne ECV= Den ekstracellulære væske udenfor cellerne, som omfatter en intravaskulær del og en ekstravaskulær del, (der kaldes interstitialfasen) Væskefordelingen i kroppen Det menneskelige legeme består af 45-65% væske. Tabel 1 Væskens procentfordeling i kroppen Kilde: Abrahamson et al, 1984 s

12 3.2 Konsekvenserne for muskelaktiviteten ved en dehydrering Konditionsnedgangen ved en dehydrering kan ikke undgås. Idrætsudøveren må derfor sørge for at være i væskebalance før sine aktiviteter for at undgå de følger, som et stort væskeunderskud vil få for muskelaktiviteten. Vores kropsceller er afhængige af miljøet i og omkring dem. Ud fra diagrammet (figur 6) ses det, at hverken ECV eller ICV er homogene, men derimod består af et antal underfaser, hver med deres specielle sammensætning. I ECV er det Na + (og Cl - ) den dominerende elektrolyt, og i ICV er det K +, der er den dominerende. Koncentrationen af elektrolytter (= milliækvivalenter per liter) er større i ICV end ECV, hvilket skyldes ICV s store indhold af protein. Hvert proteinmolekyle besidder mange ladninger, men tæller kun som én osmotisk partikel. Selvom der således er flere milliækvivalenter intracellulært end ekstracellulært, er den osmolære koncentration i de to væskefaser praktisk taget ens, idet proteinmolekylerne ikke bidrager nævneværdigt til den totale osmolære koncentration. Af de mange negative ladninger i proteinmolekylerne er der en tendens til, at positivt ladede ioner, specielt Na +, søger at diffundere ind i cellerne. Denne tendens modvirkes af Na-Kpumpen, der i de fleste celletyper pumper Na + ud og K + ind, hvorved membranpotentialet opretholdes. Figur 6 Sammensætningen af organismens væskefaser Kilde: Djurup, 1979 s

13 Figur 7 Na-K-pumpen Kilde: Abrahamson et al, 1984 s. 83. Na-K-pumpen bevirker altså en nettoudpumpning af osmotisk aktive partikler fra cellerne. Standses Na-Kpumpen, vil de fleste celletyper derfor optage osmotisk aktive partikler (væsentligst Na + og Cl - ). Derfor vil vand diffundere ind i cellerne, der vil svulme op. Hvis der sker forstyrrelser i elektrolytbalancen, f.eks. i forholdet mellem intra- og ekstracellulære koncentrationer af Na + og K +, vil det kunne føre til en forringelse af overførslen af impulser fra nerve- og muskelceller, hvilket medfører en nedsat kontraktion i muskelcellerne. Årsagerne til nedgangen i konditionen ved en dehydrering skal derfor bl.a. søges i elektrolytbalancen. En af forudsætningerne for, at energifrigørelsen i musklerne kan begynde og fortsat kan reguleres, er nemlig centralnervesystemets evne til at udsende virksomme motorisk nerveimpulser. Forringes muskelcellens evne til at kontrahere sig, mister idrætsudøveren sin mulighed for at udføre sin aktivitet, da muskelaktiviteten bliver hæmmet. En anden ting, der vil hæmme muskelaktiviteten, er den opkoncentration af mælkesyre, der vil ske ved et væskeunderskud i musklerne. 10

14 3.3 Nyrernes opbygning Nyrernes betydning for organismen er knyttet til deres evne til at udskille urinstof, deres produktion af hormoner og deres regulering af vand- og elektrolytbalancen. Hver nyre i mennesket er opbygget af cirka en million nephroner. Et nephron består af talrige små kugleformede nøgler af arterielle kapillærer, kaldet glomerulus. Hver glomerulus er omgivet af en dobbeltmembran af flade celler, den Bowman ske kapsel. Den Bowman ske kapsel fortsætter i lange kirtelrør, der begynder med de proksimale tubuli, som fortsætter i Henle s slynge (bestående af en Figur 8 Et nephron Kilde: Kehler, 1984 s nedadgående og en opadstigende del) og videre i den distrale tubuli og samlerør. Efter at den tilførende arteriole har dannet et arterielt kapillærnet, glomerulus, går den fraførende arteriole over i et almindeligt arteriovenøst kapillærnet omkring tubuli i nyrebarken og et langsøjlet kapillærnet ned langs med og omkring Henle s slynge i nyremarven. Fra dette langstrakte kapillærnet samles blodet i stadig større vener, der til sidst samles i vena renalis, som fører blodet tilbage til hjertet.

15 3.3.1 Nyrernes fysiologi Nyrernes funktion er blandt andet at regulere organismens vand- og elektrolytindhold via nedenstående mekanismer: 1. Glomerulusfiltration 2. Tubulær tilbageresorption 3. Tubulær sekretion Ved den første proces sker der en filtrering af plasmaet gennem glomeruluskapillærernes vægge ind i den Bowman ske kapsel, hvorfra glomerulusfiltratet fortsætter i nyrernes tubuli og samlerør. Da det kun er plasmaets store molekyler, som proteinstoffer, der holdes tilbage, vil filtratet indeholde vand, næringsstoffer og salte samt affaldsstoffer og giftstoffer i samme koncentration som plasmaet. Den tubulære tilbageresorption sker under glomerulusfiltratets passage ned gennem tubuli og samlerør. Af de 180 liter filtrat, der i løbet af et døgn dannes fra det cirkulerende blod, er det kun 1,5 liter, der udskilles som urin. Det er altså tydeligt, at der er tale om en kraftig resorption. I de proksimale tubuli tilbageresorberes 80% af glomerulusfiltratet, dog afhængig af dets koncentration i blodet, sammen med næringsstoffer og elektrolytter ved aktiv celletransport. Ved lav stofkoncentration i blodet vil hele eller store dele af den filtrerede mængde resorberes, mens en koncentration i blodet over det normale for det pågældende stof vil medføre ophævet eller nedsat tilbageresorption i nyretubuli. Udveksling af NaCl og vand med de omgivende kapillærer foregår i Henle s slynge i nyremarven. I distale tubuli og samlerør sker den regulerbare del af vandabsorptionen. Først og fremmest reguleret af det diuresehæmmende hormon ADH, som syntetiseres i hypotalamus. Men i nogen grad også af binyrebarkhormonet aldosteron. ADH fremmer tilbageresorptionen af vand fra distale tubuli og samlerør. Aldosteron fremmer tilbageresorptionen af Na + (og sekundært også af Cl - og H 2 O) og hæmmer tilbageresorptionen af (K + ) gennem tubuli. Den tubulære sekretion er en aktiv udskillelse af visse stoffer fra kapillærerne ud i nyrernes tubuli. Enkelte affaldsstoffer og salte samt mange giftstoffer og flere medikamenter sekreteres på denne måde. Figur 9 Regulering af organismens vandindhold i nyrerne Kilde: Kehler A, 1984 s

16 3.4 Konsekvenserne for iltoptagelsen ved en dehydrering Når idrætsudøveren udsættes for varme eller udfører et fysisk arbejde, øges væsketabet i form af svedafgivelse. Dette væsketab sker i første omgang fra den ekstracellulære fase, væsken uden for cellerne. Hvis ikke der bliver tilført tilstrækkeligt væske efter fordampning ved fysisk aktivitet, vil kroppen forsøge at skabe balance i væskefordelingen. Dette vil ske ved hjælp af et samspil af nervøse og hormonelle mekanismer. Som figuren viser, vil et fald i EVC og dermed et fald i blodplasmavolumen give et forbigående fald i blodtrykket (=BT). Da det kan true vævenes eksistens, vil organismen forsøge at begrænse dette fald via centralnervesystemets regulering. Kroppen vil hindre et yderligere væsketab fra organismen ved at nedsætte produktionen af væsken til et minimum. Når EVC og dermed blodplasmavolumen falder, øges afgivelsen af renin fra nyrerne. Renin er et proteolytisk enzym, der dannes i juxtaglomerulære celler (juxta = ved siden af) i nyrerne. Renin omdanner et i blodet cirkulerende polypeptid, angiotensinogen, til angiotensin I. Angiotensin I omdannes dernæst af et andet enzym til angiotensin II, som har to virkninger i organismen: 1. Det øger kontraktionen af arteriolerne, hvorved blodtrykket øges til det normale. 2. Det stimulerer binyrebarken til en afgivelse af Aldosteron. Aldosterons funktion i nyrerne er primært at øge resorptionen af NaCl og sekundært at øge vandabsorptionen. Tilsammen bevirker dette, at ECV ikke nedsættes mere end højst nødvendigt i starten af svedtabet, idet urinens udskillelse af NaCl, og dermed af vand, mindskes. Da cellemembranerne er permeable for vand, vil der efterhånden ske en vandring af vand fra ICV til ECV for at udligne forskelle i koncentrationen på de to faser. Svedtabet bliver ligeligt fordelt mellem de to faser, og der vil fremkomme en stigning i den osmolære koncentration i begge faser. Figur 10 Genetablering af balancevæskefordelingen Kilde: Djurup, 1979 s

17 Denne stigning registreres af særlige osmoreceptorer i hypotalamus, som giver besked til storhjernen om, at organismen mangler vand: Personen føler tørst. Hvis der ikke tilføres væske, afgives der øgede mængder ADH = Antidiuretiske hormon. ADH bevirker en nedsat vandudskillelse med urinen. ADH syntetiseres i hypotalamus og vandrer videre til neurohypofysen, hvorfra det frigøres ved passende stimuli. Disse stimuli er bl.a. øget osmolaritet af plasma og nedsat ECV. ADH s funktionsområde er epithelet i nyrernes distale snoede samlerør, hvor det bevirker en øget permabilitet for vand. Ved en stigende dehydrering kan et fald i blodplasmavolumen dog ikke undgås, og det vil få konsekvenser for organismen. Når kroppen forsøger at genoprette faldet, vil der ske en bevægelse af proteinmolekyler fra det interstitielle rum til det vaskulære rum, d.v.s. væsken i blodårerne. Stigningen i plasmaproteinkoncentrationen vil øge plasmaets osmotiske tryk; vand vil diffundere ind i det vaskulære rum og genoprette noget af væsketabet i plasmaet. Det fald, der trods alt vil ske i blodvolumen, vil få konsekvenser for hjertets slagvolumen. Mængden af blod, som hjertet pumper ud per minut, betegnes som hjertets minutvolumen: Minutvolumen = hjertefrekvensen x slagvolumen Hjertets effektivitet afhænger af, hvor stort blodvolumen, der kommer tilbage til hjertet. Jo større blodmængden er, jo mere effektivt vil hjertet blive fyldt under afslapningen. Det fald, der vil komme i slagvolumen ved tabet af væske fra plasmaet, vil medføre en stigning i hjertefrekvensen under submaksimalt arbejde. Denne stigning er nødvendig, for at hjertet stadig kan pumpe samme mængde blod ud per minut. Figur 11 Ændring af den osmolære koncentration Kilde: Djurup, 1979 s

18 Figur 12 Væsketabets indflydelse på hjertefrekvensen Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s. 558 Ud fra figur 12 kan det ses, at forsøgspersonen, der har arbejdet uden at drikke, får en højere hjertefrekvens og dermed risiko for hurtigere at blive udmattet. Hjertet vil ikke kunne opretholde så høj frekvens over længere tid, at det kan udligne faldet i slagvolumen. 15 Når hjertefrekvensen falder, vil der ikke blive pumpet nok blod ud til de arbejdende muskler, og intensiteten kan ikke opretholdes. Det skyldes, at den mængde ilt, blodet transporterer fra lungerne ud til de forskellige væv og muskler, ikke er tilstrækkelig.

19 Figur 13 Nedgang i muskelaktivitet p.g.a. manglende ilttilførsel Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s. 559 Under maksimalt arbejde med svedtab op til 5% af kropsvægten ændres hverken oxygenoptagelsen, minutvolumen eller slagvolumen, men evnen til at arbejde i længere tid med den maksimale iltoptagelse falder (figur 13). Konsekvenserne vil i sidste instans være en nedgang i muskelaktiviteten p.g.a. manglende ilttilførsel og mælkesyreophobninger. Figur 14 viser et forsøg, hvor to personer har arbejdet med den samme arbejdsbelastning. Arbejdstiden bliver nedsat for den dehydrerede person i forhold til den person, der er i væskebalance (normalt velhydreret). For at kunne udføre længerevarende muskelarbejde skal der blod ud til musklerne. Blodet skal transportere ilt ud til de arbejdende muskler, da det er aerobt muskelarbejde. Når f.eks. roere føler træthed i musklerne, er det på grund af nedsat evne til at frigøre kemisk energi til mekanisk energi. Det, der rent kemisk sker, når ilttransporten til musklerne falder, er, at pyrovat ikke bliver omdannet til acetyl-coa, men dannes til lactat (mælkesyre). Figur 14 Dehydreringens indflydelse på arbejdstiden Kilde: Dansk Idræts-Forbunds Emnehæfte: Ernæring, 1981 s

20 Figur 15 Dehydreringens betydning for temperaturstigning i kernen Kilde: Åstrand og Rodahl, 1977 s Temperaturstigning som følge af et fald i blodvolumen Udover at faldet i blodplasmavolumen har indflydelse på den mængde ilt, der kan transporteres, har det også konsekvenser for blodets transport af varme. Det vil bevirke en nedsættelse af varmetransporten fra de arbejdende muskler ud til de perifere væv, og der sker en reduktion i varmeafgivelsen gennem sved og fordampning. Dette er årsagen til temperaturstigningen i kernen. Figur 15 viser to forsøgspersoner, der har arbejdet med 70% af deres maksimale iltoptagelse, hvor den ene er i væskebalance. Temperaturstigningen i kernen hos personen, der ikke har fået vand, er større end hos den, der har fået vand. Risikoen for, at temperaturen hos personen uden væskeindtagelse hurtigere vil nå op over 40 C, er større. Ved et forsøg (figur 16), hvor tre grupper udfører det samme arbejde, henholdsvis uden væske, med fri væskeindtagelse og med væskeindtag Figur 16 Temperaturstigning i kernen, ved varierende grader af dehydrering Kilde: Haskell et al (red.), 1981 s