Negative Feedback-Übung & Herzfrequenz

Unabhängig davon, ob Sie sich in Ruhe befinden oder trainieren, müssen physiologische Funktionen in einem engen Bereich bleiben, damit Sie überleben können. Negative Rückkopplungsschleifen arbeiten, um physiologische Parameter wie die Herzfrequenz in diesem Zielbereich oder den homöostatischen Sollwert zu halten. Zum Beispiel sollte die durchschnittliche Ruhe-Herzfrequenz nach Angaben der National Institutes of Health zwischen 60 und 100 Schlägen pro Minute bleiben. Ohne negative Rückkopplungsschleifen würde es wenig Regulierung wichtiger physiologischer Funktionen geben.

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Hintergrund

Eine negative Rückkopplungsschleife funktioniert, indem ein Ausgang wie die Herzfrequenz als Reaktion auf eine Änderung der Eingabe, z. B. des Blutdrucks, angepasst wird. Eine Basisschleife besteht aus einem Empfänger, einem Kontrollzentrum und einem Effektor. Wenn Sie sich in Ruhe befinden und Ihr Blutdruck ansteigt, erkennen Druckrezeptoren in Ihren Halsschlagadern diese Änderung der Eingabe und senden Nervenimpulse an die Medulla Ihres Gehirns oder Kontrollzentrums. Dies signalisiert dem Gehirn, Nervenimpulse zu reduzieren, die Ihren Herzmuskel, einen Effektor, dazu anregen, sich zusammenzuziehen. Ihr Herz zieht sich langsamer zusammen und Ihr Ausgang oder Ihre Herzfrequenz nimmt ab, wodurch Ihr Blutdruck auf den Zielwert sinkt.

Bewegung und Herzfrequenz

Wenn Sie trainieren, wandeln Ihre Muskelgewebe Nährstoffe wie Glukose in chemische Prozesse um, die als aerobe Zellatmung bezeichnet werden. Die aerobe Atmung erfordert Sauerstoff, so dass Ihr Muskelgewebe mehr Sauerstoff benötigt, um während des Trainings eine höhere Energieleistung aufrechtzuerhalten. Sauerstoff dringt in Ihre Lungen ein und bindet an Hämoglobin in Ihrem Blut, das es zu Ihrem Muskelgewebe transportiert. Ihr Körper erhöht Ihre Herzfrequenz und Ihren Blutdruck, wenn Sie trainieren, um den Blutfluss zu Ihrem Muskelgewebe zu erhöhen und den erhöhten Sauerstoffbedarf zu decken.

Übung und negatives Feedback

Der Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks beim Training ist nicht physiologisch anormal; Ihr Körper erhöht den Blutfluss zum Muskelgewebe als Reaktion auf die erhöhte Nachfrage nach Sauerstoff. Die homöostatischen Sollwerte für Herzfrequenz und Blutdruck sind daher "zurückgesetzt" höher. Zum Beispiel, wenn Sie kräftig trainieren, kann Ihre Herzfrequenz laut der Cleveland Clinic auf bis zu 200 Schläge pro Minute ansteigen, abhängig von Ihrem Alter und Ihrem Fitnesslevel. Negative Rückkopplungsschleifen wirken dann, um die Herzfrequenz und den Blutdruck innerhalb dieser neuen höheren Zielbereiche zu halten. Nachdem Sie Ihr Muskelgewebe trainiert haben, benötigen Sie nicht mehr so ​​viel Sauerstoff und Ihre homöostatischen Sollwerte werden auf ihre ursprünglichen Zielbereiche zurückgesetzt.

Überlegungen

Beim Trainieren wirken negative Rückkopplungsschleifen, um andere homöostatische Sollwerte als Herzfrequenz und Blutdruck zu erhalten.Zum Beispiel muss Ihr Blut-pH-Wert in einem engen Bereich von 7. 35 bis 7. 45 für entscheidende physiologische Prozesse bleiben. Wenn Sie trainieren, verbrauchen Ihre Muskelgewebe Sauerstoff und produzieren Kohlendioxid als Abfallprodukt. Kohlendioxid ist sauer, und wenn es sich in Ihrem Körper ansammelt, sinkt Ihr Blut-pH-Wert. Chemorezeptoren in Ihren Blutgefäßen erkennen diese Änderung des pH-Werts und signalisieren Ihrem Gehirn, die Atemfrequenz Ihrer Lunge zu erhöhen, so dass Sie überschüssiges Kohlendioxid schneller ausatmen und Ihren Blut-pH-Wert wieder auf den Zielbereich bringen.