onsdag 6 augusti 2014

Lungor växer inte

Ibland har jag hört folk säga att "han orkar hur mycket som helst, han måste ha stora lungor", eller att man ska andas mycket när man springer. Det är förvisso viktigt att andas djupt med magen, det sparar kraft och energi och gör att vi springer mer avslappnat. Men med tanke på att vi badar i syre vid havsnivån och att det alltid finns en viss överkapacitet, så kan det knappast vara ett problem att få i sig tillräckligt med syre. Vi fylls med syre enligt fysikens lagar (Boyles lag). Allt man behöver göra är att skapa ett lägre tryck i lungorna genom att spänna ut bröstkorgen och trycka ut magen, då strömmar det in luft från atomsfären som har högre tryck. Det är klart att det kan bli brist på syre, men det sker i så fall längre in i kroppen. Det syre vi andas in, är bara ett steg i en lång kedja och ingen kedja är starkare än sin svagaste länk.

Nästan alla har för stora lungor
Vi andas in enorma mängder luft, omkring 7,5 liter i minuten varav 1,5 liter syre. Det mesta syret andas vi ut igen. Vid extrem ansträngning kan en toppidrottsman dra i sig 150 liter luft per minut, varav 30 liter är rent syre. Svensk rekord i syreupptagning - som innehas av Lassi Karonen - är dock "bara" 7,2 liter, resten - över 20 liter syre - kommer aldrig till användning. Det är alltså bara en liten del av syret som tränger in i mitokondrierna. Det finns en överkapacitet. Det är hjärtminutvolymen - slagvolym och hjärtfrekvens - samt muskler och cellandning som begränsar prestationen och över allt detta vakar hjärnan som i varje givet ögonblick övervakar skeendet så att man inte riskerar sin hälsa.

Konditionsfenomenet Lassi Karonen har högsta syreupptagningen, men knappast ”Sveriges största lungor”.
Vi behöver dessutom inte större lungor, de är redan enorma - kring 100 kvadratmeter om man skulle slita ut ett par, veckla ut dem och sedan hamra ut alla blåsor. I luften är syrets partialtryck 160 mmHg (21% av 760 mmHg). När syret når lungornas alveoler sjunker trycket till 100 mmHg, eftersom syre diffunderar (strömmar över) till syrefattigt blod (med trycket 40 mmHg) till det blir nästan helt syremättat (100 mmHg). När blodet knuffats runt ett varv i kroppen är trycket åter nere på 40 mmHg och i mötet med lungorna stiger det till 100 igen. Så stiger och sjunker blodets innehåll av syre i takt med hjärtats slag. För vissa individer som kör väldigt hårt hinner kanske inte blodet mättas av syre i tillräckligt hög grad, men det beror inte på att det finns för lite syre i lungorna. Överföringshastigheten begränsas av hur mycket blod som passerar lungorna per minut och tryckskillnaden mellan lungor och blod.

När vi andas ut är syretrycket 116 mmHg, så syrehalten stiger när vi andas ut. Det beror på att det finns oanvänt syre i luftstrupen (allt som inte är alveoler) som vi andas ut, vilket gör att vi kan blåsa liv i folk som tuppat av. Jämfört med fåglar, som helt och hållet kan kollapsa sin lunga, är våra lungor ineffektiva som blandar ny och gammal luft. Det är kanske därför som fåglar kan flyga tvärs över öknar och klättra 10 000 meter utan gasmask. Men fåglar kan inte - vad jag vet - göra näbb-mot-näbb-metoden.

Det är inte syre utan koldioxid som styr
När jag började träna blev jag lätt andfådd. Jag blev tvungen att sakta ner och ”hämta andan". Kroppen skrek efter syre. Men det är inte helt korrekt. Jag hade inte brist på syre. Jag blev andfådd därför att kroppen behövde göra sig av med koldioxid.

Jag hämtar andan efter en dubbelspurt i Indalsledenloppet 2013.
Andningen regleras normalt inte av syrehalten i blodet utan av mängden koldioxid. När vi bränner fett och socker måste kolresterna av denna brasa ut ur kroppen. Det bildas koldioxid som hamnar i blodet, där koldioxiden reagerar med vatten och bildar kolsyra. Kolsyran gör blodet surt (pH –värdet blir lägre). Hjärnan är känsligt för blodets surhetsgrad och det finns flera receptorer som känner av pH-värdet. Om blodet är surare än normalt, kommer den förlängda märgen i hjärnstammen att skicka en signal till hjärtmusklerna, revbensmusklerna och diafragman, att kontrahera. Mer koldioxid pressas då ut ur kroppen och det medför i sin tur att mer syre sugs in och att blodets pH-värde stiger. Det är således mängden koldioxid som styr andningen. Hjärnbryggan, som också finns i hjärnstammen, styr hastigheten på andningen. När man anstränger sig ser hjärnstammen alltså till att man andas häftigare eftersom man bränner mer fett, vilket annars skulle leda till ökad produktion av koldioxid och ett surare blod. Det är en helt och hållet omedveten kontroll, men man kan också med hjälp av hjärnbarken kontrollera andningen medvetet - annars skulle man ju inte kunna äta, prata och sjunga. Men försök hålla andan så upptäcker du att det är hjärnstammen som har den egentliga kontrollen. David Blaine, som kanske är en av världens viljestarkaste personer, kunde dock kämpa mot hjärnstammen i 17 minuter. Otroligt och obegripligt.

Det viktiga är inte hur mycket syre man får ner i lungorna, utan hur mycket syre som kan transporteras till musklerna så att det kan användas för att förbränna socker och fett. Det kräver bra transportvägar, mitokondrier och transportproteiner till muskelcellerna och minskat flöde till andra kroppsdelar. Uthållighetsträning leder till att det bildas kapillärer som tränger djupare in i musklerna. Därmed kan musklerna använda mer syre och göra sig av med mer koldioxid. Även mängden mitokondrier ökar och det bildas fler proteiner som sköter transporterna. Förbränningen av fett och laktat blir bättre. Allt detta gör att man känner sig mindre andfådd, ju mer man tränar. Vi behöver inte andas lika häftigt, eftersom cellerna blir bättre och effektivare på att ta hand om det syre som finns tillgängligt och på att göra sig av med den koldioxid som bildas.

Lungorna är däremot lika stora som förut. De blir inte större av träning utan storleken styrs till största delen av hur stor man är i övrigt, d v s av gener. Haile Gebrselassie har förmodligen små lungor jämfört med t ex Magnus Samuelsson. Däremot kan man stärka musklerna runt lungorna. Det kanske t o m kan vara värdefullt eftersom omkring 15 % av syreupptagningen går till andningen när man anstränger sig hårt. Diafragman är emellertid oerhört uthållig. Ibland kan man dock få kramp, så kallat håll eller mjälthugg, men orsakerna till det är ännu inte helt klarlagda. Kanske det beror på att man andas ytligt och inte tillräckligt avslappnat med diafragman/magen. Det bästa sättet enligt många löpare för att avhjälpa håll - när det är ett faktum - tycks vara att försöka andas ut som om man blåser ut ett ljus.

Jag andas i takt med mig själv
Med tanke på att vi utvecklats som uthållighetslöpare strax ovanför havsytan kan man fråga sig varför vi utrustats med två små hål i näsan för att suga in syre. Svaret är förmodligen: för att det räcker så. Jag andas djupt med magen och oftast in genom näsan, men när jag springer fort eller blir utmattad då öppnar jag munnen. Jag brukar andas i samspel med kadensen i mina ben, t ex 3-2 eller 2-1 (oftast 3-2), så att summan av in- och utandningar blir ojämn. På så sätt får både höger och vänster sida lika många stötar när höger respektive vänster fot slår i marken samtidigt som jag andas ut. När jag andas in är musklerna som spänner ut lungorna spända, men när jag andas ut är de avslappnade och därmed oskyddade. Jag tror detta andningsmönster minskar risken att jag ska känna mig utmattad, få håll/mjälthugg eller känna smärta. Jag tror det är bättre att sprida ut stötarna på båda sidor, än att låta stötarna från marken slå på en och samma sida kilometer efter kilometer. När jag springer pumpar armar, ben, hjärta och andning i samma takt. Det är nästan bara då som jag är helt i takt med mig själv och världen runt omkring.

Under ytan
Det finns gott om syre vid havsytan, men bara några millimeter under havsytan finns det nästan inget syre alls. Det är en skarp gräns. Just nu tränar jag, som egentligen inte är särskilt simkunnig, inför mitt livs första och kanske enda swimrun i Söderhamn om två veckor och jag ligger och sprattlar på gränsen mellan liv och död, mellan luft och vatten. Löpningen blir också tung med blöt våtdräkt. Simningen blir dock ännu tyngre. Det är sammanlagt 4 km simning, med två sträckor på 800 meter vardera. Att andas i luft är lätt, men att andas på gränsen mellan vatten och luft är förvånansvärt svårt. Jag tror nästan jag måste dyka ner i orsakerna till det i något kommande inlägg.
En av Sveriges sämsta simmare förbereder sig för ett magplask.


8 kommentarer:

  1. Bra inlägg som vanligt, väldigt kul att läsa. Lycka till med simningen det går nog lättare snart

    SvaraRadera
  2. Finske skidåkaren Juha Mieto låg på 7,4 l/min i början av sin karriär och på 7,41 l/min tio år senare. Huruvida det är världsrekord vet jag inte men det är det högsta värde jag sett.

    SvaraRadera
    Svar
    1. Stora skidåkare brukar ligga ganska högt så det är inte osannolikt, men jag vet inte vad som krävs för att det ska räknas som världsrekord. Kanske måste göras på ngt speciellt sätt. Jag tror Gunde låg på 7,1 liter/minut. Charlotte Kalla ligger efter lite snabb huvudräkning på ca 4,4 liter per minut.

      Radera
  3. Det finns väl inga regler och ingen officiell statistik för det här. En lista som är normerad för vikt har jag hittat (se länk nedan). Vet man vikten för idrottarna kan man förstås räkna fram totala syreupptagningen. För Bjerke som är 2:a på listan finns vikten 76 kr angiven. Det ger en total syreupptagning på 7,3 l/min. Jag kan inte tänka mig att cyklisterna på listan är så tunga att de skulle kunna ha ett högre värde. Därför rankar jag Mietos värde högt.

    http://www.topendsports.com/testing/records/vo2max.htm

    SvaraRadera
    Svar
    1. Jag bytte i texten till svensk rekord för Lassi. Mieto hade nog högre. Tack för rättningen:)

      Radera
  4. Fascinerande och intressant. Kroppen är ju helt otroligt finurlig, och ändå vet och förstår vi inte allt än. :)

    SvaraRadera
    Svar
    1. Ja det är det som är så kul att vi nästan inte vet någonting och att kunskapen växer varje dag :)

      Radera