Podczas ćwiczeń mięśnie, których używasz, wymagają więcej energii. Kiedy ćwiczenia mogą być podtrzymywane, to zapotrzebowanie jest zaspokajane przede wszystkim przez środki tlenowe. Wytwarzanie energii tlenowej w mięśniach powoduje zwiększoną wymianę gazową w płucach, ponieważ pobiera się więcej tlenu i uwalnia się więcej dwutlenku węgla. Twoja krew transportuje te metaboliczne gazy do i z twoich tkanek.
Wymiana gazowa w spoczynku
Tlen i dwutlenek węgla są obecne w atmosferze. Tlen zawiera 20,9 procent powietrza, którym oddychasz, a dwutlenek węgla stanowi 0,03 procent. Kiedy oddychasz, przenosisz te metaboliczne gazy między atmosferą a twoją krwią w płucach. Tlen przenika do krwi, która przenosi ją do tkanek, gdzie uwalnia energię z jedzenia, które zjadłeś. Powoduje to wytwarzanie dwutlenku węgla, który musi zostać usunięty. W spoczynku zużywasz 3,5 mililitra tlenu na kilogram masy ciała na minutę, aby zaspokoić potrzeby energetyczne. Rodzaj włókna mięśniowego, zawartość glikogenu, spożycie tłuszczu w diecie, trening i metabolity krwi wpływają na ilość wytwarzanego dwutlenku węgla w związku z tym zużyciem tlenu. Najmniejsza ilość to 0,7 litra na każdy litr tlenu, jeśli spalany jest wyłącznie tłuszcz.
Wymiana gazowa podczas ćwiczeń
Podczas ćwiczeń twoje ciało potrzebuje więcej energii, co oznacza, że twoje tkanki zużywają więcej tlenu niż w stanie spoczynku. Zużywanie większej ilości tlenu oznacza, że będziesz produkował więcej dwutlenku węgla, ponieważ twój metabolizm jest podwyższony. Stosunek dwutlenku węgla wytworzonego na zużyty tlen również wzrasta podczas wysiłku, ponieważ ma miejsce przejście z tłuszczu w węglowodany. Przy najtrudniejszych wskaźnikach pracy palisz wyłącznie węglowodany i produkujesz 1,0 litra dwutlenku węgla na każdy zużyty litr tlenu.
Nie-metaboliczny dwutlenek węgla
W spoczynku i podczas umiarkowanych ćwiczeń kwas mlekowy nie zwiększa się w mięśniach, ponieważ wszystko, co jest produkowane, jest również używane. Gdy osiągniesz trudniejsze tempo pracy, produkcja przekracza zużycie, a kwas dostaje się do krwi. Aby utrzymać zdrowe pH, wodorowęglan sodu we krwi buforuje większość kwasu mlekowego, dzieląc go na wodę i dwutlenek węgla. Powoduje to dodatkowy dwutlenek węgla, który musi zostać uwolniony przez twoją krew.
Przykład
Kiedy pobiegasz z prędkością 6 mph, potrzebujesz 10,2 razy więcej tlenu do spoczynku lub 35,7 mililitrów na kg na minutę. Jeśli jest to bardzo trudne tempo. Twoje mięśnie spalą wyłącznie węglowodany i wyprodukują 35,7 mililitrów dwutlenku węgla na kilogram na minutę. Odpowiada to 3 litrom dwutlenku węgla na minutę dla osoby o wadze 185 funtów utrzymującej to tempo. Trudne ćwiczenie spowodowałoby również akumulację kwasu mlekowego, a następnie buforowanie dwutlenku węgla. Nie jest niczym niezwykłym wytwarzanie dodatkowych 0,1 litra dwutlenku węgla na każdy litr zużytego tlenu z tego powodu. Oznacza to, że całkowita produkcja dwutlenku węgla przez osobę fizyczną o wadze 185 funtów, która wynosi 6 mph, może wynosić 3,3 litra na minutę.
