FIZJOLOGIA PRACY I WYPOCZYNKU, 14.02.2013 , 28.02.2018

Marcin Andrzejewski p.302 NB 9:00 - 10:00 czwartek

TEMATYKA WYKŁADÓW:

1,2 skład i funkcje krwi, grupy krwi, parametry równowagi kwasowo-zasadowej

3. klasyfikacja wysiłków fizycznych:

• ze względu na rodzaj skurczu mięśniowego

• ze względu na intensywność wysiłku

wpływ wysiłku fizycznego na zmiany jakościowe i ilościowe we krwi: erytrocyty, limfocyty, hemoglobina, hematokryt, rkz

4. krążenie duże i małe, tętno, ciśnienie tętnicze, tony serca, pojemność wyrzutowa i minutowa serca - oznaczenie metod Ficka i Stars

5. energetyka pracy mięśniowej

6. wydajność fizyczna - czynniki determinujące

7. wpisy do indeksu

LITERATURA:

Traczyk W. „fizjologia człowieka w zarysie” Warszawa, 1997

Jaskólski A. [red] „podstawy wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii” Wrocław AWF, 2002

Ronikier A. „fizjologia sportu” Warszawa, 2001

skład i funkcje krwi, grupy krwi, parametry równowagi kwasowo - zasadowej

1,Skład krwi:

- 55% osocze - środowisko płynne

- 45% elementy morfologiczne:

• krwinki czerwone - erytrocyty

• krwinki białe - leukocyty

• płytki krwi - trombocyty

Właściwości fizyczne krwi:

- płyn nieprzejrzysty o zabarwieniu czerwonym , słodko-kwaśnym smaku

- ciężar właściwy 1,050 - 1,060 kg/ m³

^- lepkość krwi 4-5 razy większa niż wody, tarcie wewnętrzne elementów morfotycznych o siebie i ścianę śródbłonka

- pH krwi 7,35 - 7,45 lekko zasadowa

Funkcje krwi:

- oddechowa - przenosi tlen z powietrza zawartego w pęcherzykach płucnych do tkanek i odwrotnie z dwutlenkiem węgla

- transportowa - transportuje składniki odżywcze ( produkty energetyczne i budulcowe) do tkanek, odprowadza produkty przemiany materii do narządów wydalających (nerki, jelito grube, płuca, skóra), hormonów z gruczołów do narządów docelowych

- magazynująca - hormony i inne związki w postaci czynnej

- termoregulacyjna - wyrównuje różnice temperatur pomiędzy narządami, przenosi ciepło z tkanek położonych głębiej do powierzchniowych oraz z narządów o większej aktywności metabolicznej i wyższej temperaturze do narządów o niższej aktywności i niższej temperaturze

- obronna - utrzymanie stałego środowiska wewnętrznego, czyli homeostazy

1,1 OSOCZE

Skład osocza:

- 91% woda

- 8% składniki organiczne:

• 7% białka ( albuminy, globuliny, fibrynogen)

• 1% glukoza, kwas mlekowy, mocznik, kreatynina, kwas moczony, cholesterol, trójglicerydy

- 1% składniki nieorganiczne :

• kationy: Na, K, Ca, Mg

• aniony : wodorowęglowodany, chlorki, fosforany, siarczan itd.

Funkcja białek osocza:

1. ALBUMINY (55,2%) - są odpowiedzialne za utrzymanie stałego ciśnienia onkotycznego krwi czyli związanie i zatrzymywanie większej ilości wody we krwi.

2. FIBRYNOGEN (6,5%) - główna rola w procesie krzepnięcia krwi

3. GLOBULINY (38,3%) - funkcja obronna - γ globuliny to głównie pzeciwciała czyli immunoglobuliny. Dzieli się je na 5 klas: IgG, IgM, IgA, IgE, IgD, Stężenie IgG w osoczu wskaźnikiem stanu odporności i wzrasta po przebyciu chorób zakaźnych lub szczepieniach ochronnych.

Składniki morfotyczne krwi:

1. Krwinki czerwone 4,5 - 5 mln/mm³ krwi

2. Krwinki białe 4 - 10 tys/mm³ krwi

3. płytki krwi 350 tys/mm³ krwi

1,2CZERWONE KRWINKI

ERYTROCYTY:

- 95% składników morfotycznych krwi

- norma fizjologiczna : kobiety 4 - 4,5 mln/ mm³ mężczyźni 4,5 - 5,4 mln/mm³

- brak jadra komórkowego

- spłaszczone na podobieństwo dysku i obustronnie wklęsłe do środka

- średnica wynosi 7 μ (normocyty)

- zawiera 57% wody, 34% hemoglobiny, 9% otoczka

- powstają w czerwonym szpiku kostnym

- żyją przeciętnie 120 dni

- rozpadają się głównie w śledzionie

Funkcje krwinek czerwonych:

1. transport tlenu możliwy dzięki następującym przystosowaniom:

• zawartość hemoglobiny

• kształt komórki

• brak jadra komórkowego

2. transport CO₂ ( dzięki obecności anhydrazy węglanowej i hemoglobiny)

3. buforowanie krwi (udział w utrzymaniu stałego pH krwi)

HEMOGLOBINA

Budowa HEMOGLOBINY:

- 4% HEM - związek organiczny niebiałkowy

- 96 % GLOBINA i białko

Norma fizjologiczna:

- kobiety 14,5g/dl = 8,7 mmol/l

- mężczyźni 16,0g/dl = 10 mmol/l

GLOBINA - zbudowana z 4 łańcuchów peptydowych, które pod względem budowy chemicznej stanowią dwie identyczne pary. U dorosłego człowieka zdrowego:

- 97% HbA₁ 2α + 2β

- 2,5% HbA₂ 2α + 2δ

- 0,5% HbF 2α + 2γ
łańcuch α - 141 aminokwasów

łańcuch β - 146 aminokwasów

HEM - ma łańcuchowe pierścienie, cząsteczka HEMu zbudowana jest z 4 pierścieniu piralnych połączonych grupami metinowymi. W środku znajduje się dwuwartościowy atom żelaza.

Funkcje hemoglobiny:

1.transport tlenu z powietrza pęcherzykowatego do komórek, każda cząsteczka hemu ma zdolność do nietrwałego przyłączania 1 cząsteczki tlenu w wyniku procesu utlenowania powstaje oksyhemoglobina HgO₂

POJEMNOŚĆ TLENOWA KRWI:

ilość tlenu jaką może przyłączyć krew:

100ml krwi → 16g Hb

1g Hb → 1,34 ml O_{2 /}/ 100ml krwi (krew tętnicza)

16g Hb → 21ml O₂ / 100ml krwi (krew żylna)

Avol 6ml O₂ / 100ml krwi (różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu we krwi)

2. transport CO₂ z komórek do powietrza pęcherzykowatego około 20% CO₂ przyłącza się do grup aminowych łańcuchów peptydowych i powstaje karbaminohemoglobina - HbCO₂

3. Działanie buforujące czyli bierze udział w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej krwi

POCHODNE HEMOGLOBINY:

1. oksymohemoglobina - HbO₂

2. karbaminohemoglobina - HbCO₂

3. karboksyhemoglobina - HbCO

4. methemiglobina - MetHb - utlenienie Fe (II) do Fe (III)

1,3 KRWINKI BIAŁE - LEUKOCYTY

- norma fizjologiczna 4 - 10tys / mm³

- w ich skład wchodzą:

• granulocyty - zawierają w cytoplazmie ziarnistości, jądro podzielone na płaty, wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym

• limfocyty - duże kuliste jądro wytwarzane są w węzłach chłonnych, grudkach chłonnych przewodu pokarmowego i szpiku kostnym

• monocyty - jądro kształtu nerkowatego, pochodzą z czerwonego szpiku kostnego po przejściu do tkanek i narządów stanowią część układu siateczkowo-śródbłonkowego

1,3 a GRANULOCYTY

- obojętnochłonne - neutrofile

- kwasochłonne - Neozynofile

- zasadochłonne - bazofile

- średnica 9 - 12μ

- 63% wszystkich krwinek białych

- jądro zabudowane z 1 -5 płatów

- wskazują zdolność do :

• chemotaksji - poruszanie się w kierunku ognisk zapalnych martwych tkanek innych obcych ciał

• diapedezy - przenikania przez nieuszkodzone ściany naczyń krwionośnych do otaczających tkankę

• fagocytozy - pochłanianie enzymatycznego rozkładu komórek, resztek tkankowych, bakterii

1,3 a aNEOZYLOFILE

- średnica 10 - 15 μ

- stanowią 0,5 - 1% wszystkich krwinek białych

- jądro posiada 2-3 płatów

- znajdują się:

• heparyna - czynnik hamujący proces krzepnięcia krwi

• histamina - świadczy o ich udziale w reakcjach alergicznych

1,3 b LIMFOCYTY

- średnica 5 - 12 μ

- stanowią 23 - 30 % wszystkich krwinek białych

- w zależności od funkcji :

• limfocyty T - grasiczozalezne 70%

• pomocnicze TH - 40%

• cytoksyczne TC 30%

• limfocyty B - szpikozależne 15%

• limfocyty NK - naturalni niszczyciele 15%

- odpowiedzialne za reakcje immunologiczne typu komórkowego (odporność komórkowa broni organizm przed zakażeniami wirusowymi, grzybiczymi i niektórymi bakteriami)

- odpowiedzialne za rozpoznanie i odrzucenie nieprawidłowo zbudowanych komórek własnego ciała

- są wyposażone w receptory powierzchniowe, które powstają w wyniku pierwszego spotkania z antygenem. To białko receptorowe warunkuje tak zwana pamięć immunologiczna

1,3 b a LIMFOCYTY B

- odpowiedzialne za reakcje immunologiczne typu humoralnego czyli za wytwarzanie przeciwciał, czyli immunoglobulin

- umiejscawiają się w środkowej części węzłów chłonnych, dzielą się i przekształcają w dojrzałe komórki plazmatyczne zdolne do wytwarzania immunoglobulin

1,3 b b LIMFOCYTY NK

- chronią organizm głównie przed:

• komórkami nowotworowymi

• komórkami z defektem genetycznym

- wskazują zdolność do wytwarzania przez siebie białek (perforyna) czyli niszczą obce komórki (cytoksyczna centyczność)

1,3 c MONOCYTY

- średnica 16 - 22 µ

- stanowią 6% wszystkich krwinek białych

- jądro kształtu nerkowatego

- ulegają wielokrotnym podziałom biorą udział w tworzeniu ziarniny w czasie gojenia się ran

TROMBOCYTY

- średnia wielkość 2 - 6 µ

- brak jądra komórkowego

- norma 150 - 400 tys/mm³

- biorą udział w krzepnięciu krwi

- żyją około 10 dni

- wykazują zdolność do agregacji czyli tworzenie skupisk tak zwanych agregatów płytkowych oraz adhezji czyli przylegania do uszkodzonej ściany naczynia

HEMATOKRYT - to stosunek ilościowy ciał upostacionych do całej ilości krwi, norma u mężczyzn : 46%, u kobiet 41%

GRUPY KRWI:

- występowanie danej grupy krwi u człowieka uwarunkowane jest obecnością w błonie komórkowej krwinki czerwonej aglutynogenu, czyli antygenu grupowego A i B lub ich brakiem

- w surowicy krwi znajdują się natomiast aglutyniny (swoiste przeciwciała) alfo i beta, oznaczane też symbolem anty-A i anty-B, które są kierowane przeciwko antygenom A iB. Znajdują się one we frakcji ϒ -globulin osocza

Grupa A ma antygen A

Grupa B ma antygen B

Grupa AB ma antygeny A i B

Grupa 0 nie ma antygenów

Grupa krwi	Antygen w krwinkach czerwonych	Przeciwciała w surowicy
A	A	ANTY B
B	B	ANTY A
AB	A i B	NIE MA
0	BRAK	ANTY A I B

- czynnik Rh nie jest jednorodny, składa się on z wielu aglutynogenów z których najsilniejszy jest aglutynogen D. U 85% ludzi rasy białej stwierdzono w krwinkach antygen D i zaliczono ich do grupy Rh +, a u 15 % ludzi nie występuje - grupa Rh -

- w warunkach prawidłowych w surowicy nie ma przeciwciał anty-D. Jednak osobie z grupą Rh- nie posiadającej antygen-D przetoczy się w krwinkach ten aglutynogen wytworzony przeciw niemu własne przeciwciała, ponieważ przy wielokrotnych transfuzjach poziom przeciwciał anty-D może być wysoki, biorca może aglutynować przetaczaną mu krew

- niezgodność w obrębie grupy Rh może być powodem konfliktu serologicznego

HOMEOSTAZA

- zdolność organizmu do utrzymania stałości środowiska wewnętrznego

- jest konieczna dla normalnego funkcjonowania organizmu

- homeostaza jest możliwa dzięki mechanizmom adaptacyjnym i działającym na zasadzie sprężenia zwrotnego

- dotyczy:

• utrzymania stałej temperatury ciała (izotermia)

• utrzymania prawidłowej objętości przestrzeni wodnych ustroju (nawodnienie organizmu)

• utrzymanie podobieństwa ciśnień osmotycznych pomiędzy przedziałami płynami ustroju ( izosma)

• utrzymanie stałości składu jonowego (izojoma)

• utrzymanie w ustroju stałości stężenia jonów wodorowych [H⁺] (izohydria)

MECHANIZMY REGULUJĄCE RÓWNOWAGĘ KWASOWO-ZASADOWĄ KRWI:

• układy boforowe krwi i tkanek

• czynności układu oddechowego

• czynności nerek

• wydzielnicza funkcja tkanki kostnej

UKŁADY BUFOROWE KRWI I TKANEK

• bufory - roztwory stanowiące mieszaniny słabych kwasów i ich soli z mocnymi zasadami albo mieszaniny słabych zasad i ich soli z mocnymi kwasami

• ich cechą charakterystyczną jest to, że po dodaniu niewielkich ilości mocnych kwasów albo zasad nieznacznie tylko zmienia się ich pH

• układy boforowe nie eliminują H⁺ z organizmu ale je neutralizuje

• działają na zasadzie przyłączanie lub oddawania jonu wodorowego według schematy

H⁺ + bufor ↔ Hbufor

• jon wodorowy (H⁺) gdy występuje w nadmiarze (kwasica) jest neutralizowany przez przyłączanie ich do buforu, w przypadku niedoboru jonów wodorowych (zasadowica, alkaloza) bufor oddaje jon wodorowy aby obniżyć pH

• we krwi i tkankach znajdują się bufory:

- wodorowęglanowy - fosforanowy - białczanowy

- hemoglobinionowy i oksyhemoglobinianowy

ROLA PŁUC W UTRZMANIU RKZ:

- polega na dostosowaniu intensywności wentylacji do potrzeb wymiany gazowej tak aby pCO₂ (ciśnienie parcjalne) utrzymywane było a prawidłowym poziomie

- Dzienna produkcja CO₂ = 15 -20 moli, czyli 330 - 400 l czystego CO₂ / dobę - nie powoduje zakwaszenia jeżeli czynność płuc jest nie zaburzona

ROLA NERKI W UTRZYMANIU RKZ

- nerki stanowią trzecią linię obrony ggdyż ich czynność następuje już po zmianie pH

- kanalik nerwowy ma zdolność usuwania nadmiaru jonów wodorowych

PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE RKZ KRWI

• pH = log[H⁺] 7,35 - 7,45

• pCO₂ 35 - 45 mm Hg

• aktualne HCO₃ 21 - 27 mmol / l

• standardowe HCO₃ 21 - 25 mmol / l

• TCO₂ 22 - 28 mmol / l

• BB 42 - 46 mmol / l

• BE ± 2,3 mmol / l

pH KRWI

- pH krwi jest ujemnym logarytmem dziesiętnej ze stężenia jonów wodorowych

- pH jest zależne od komponenty oddechowej (pCO₂) i metabolicznej (HCO₃^- ) w osoczu

- jako parametr oderwany nie ma większego znaczenia w diagnostyce, dopiero w skojarzeniu z innymi wartościami jak np. CO₂, HCO₃^- , BE świadczy o głębokości i stopniu zaburzeń tak oddechowych jaki i metabolicznych

ZABURZENIA RKZ KRWI

• KWASICA - charakteryzuje się zwiększeniem zawartości kwasów lub utratą zasad

• ZASADOWICA (alkaloza) - charakteryzuje się utratą kwasów lub zwiększeniem zawartości zasad

• zaburzenia mogą być natury oddechowej lub metabolicznej, mówimy wtedy o kwasicy / zasadowicy oddechowej bądź metabolicznej

KWASICA METABOLICZNA

Jest to stan charakteryzujący się pierwotnym (niezależnym od mechanizmu oddechowego) zmniejszeniem stężenia HCO₃^- we krwi.

Powstaje na skutek gromadzenia się w organizmie nielotnych kwasów - pH może obniżyć się nawet do 6,8.

Może ona występować podczas wysiłku fizycznego (kwas mlekowy).

Nieleczonej cukrzycy (kwas β - hydroksymasłowy)

Ciężkiej niewydolności nerek (kwas siarkowy, fosforowy, kwasy organiczne)

ZASADOWICA (alkaloza) METABOLICZNA

Jest to stan charakteryzujący się pierwotnym (niezależnym od mechanizmu oddechowego)

zwiększenia stężenia HCO₃^- we krwi.

Powstaje na gromadzenia się we krwi dużej ilości zasad w wyniku np. :

• przyjmowania alkalizujących leków (wrzody żołądkowe)

• długotrwałego stosowania diety jarskiej

• znacznej utraty soku żołądkowego (wymioty długotrwałe)

KWASICA ODDECHOWA

Jest to stan charakteryzujący się pierwotnym (zależnym od mechanizmu oddechowego) zwiększenia pCO₂ powstaje na skutek:

• zaburzeń eliminacji CO₂ przez płuca uwarunkowanej spadkiem wentylacji pęcherzyków płucnych

• utrudnionej dyfuzji CO₂ we krwi do pęcherzyków płucnych (choroby obturacyjne płuc)

• porażenia mięśni oddechowych (np. w porażeniu dziecięcym)

• ograniczenia ruchomości klatki piersiowej (np. skrzywienie kręgosłupa)

ZASADOWICA (alkaloza) ODDECHOWA

Jest to stan charakteryzujący się pierwotnym zależnym od mechanizmu oddechowego) obniżenie pCO₂ . jest rzadko spotykana, przyczynami są np. hiperwentylacja, z przyczyn emocjonalnych lub na skutek przebywania na dużej wysokości)

1. Niewyrównania - HCO₃^- we krwi obniżone a pH podwyższone

2. częściowo wyrównana - HCO₃^- we krwi obniżone lecz w stopniu niedostatecznym do normalizacji pH

3. wyrównana - HCO₃^- we krwi obniżone w takim stopniu, że pH osiąga wartości prawidłowe

14.03.2013

klasyfikacja wysiłków fizycznych, wpływ wysiłku fizycznego na zmiany jakościowe i ilościowe we krwi krwinki czerwone i białe, hemoglobina, hematokryt, rkz.

I. W zależności od rodzajów skurczów mięśniowych:

• dynamiczne - wykonywane z przeważającym udziałem skurczów izotonicznych (zmiana długości mięśnia bez zmiany napięcia) stwarzają doskonałe warunki dla krążenia krwi i oddychania tkankowego. Umożliwia to rozwój energetycznych procesów tlenowych oraz opóźnia wystąpienie objawów zmęczenia np. marsz, bieg. Ruchy stanowiące podłoże tych wysiłków mogą być:

- koncentyczne - długość kurczących się mięśni ulega zmniejszeniu np. zginacze przedramienia

- ekscentryczne - kurczące się mięśnie ulegają wydłużeniu (jeśli siła zewnętrzna działa na mięsień rozciągająco, jego skurcz powoduje powstanie siły hamującej rozciąganie i wtedy wykonywana jest praca ujemna np. schodzenie po schodach

Podczas pracy dynamicznej praca serca jest wspomagana przez szereg czynników:

- dzięki elastyczności tętnic krew w naczyniach włosowatych płynie ruchem jednostajnym, mimo rytmicznej pracy serca

- pełne ruchy oddechowe klatki piersiowej są przyczyną rytmicznych zmian ciśnienia śródpiersiowego, co ułatwia dopływ krwi żylnej do prawego przedsionka

- rytmiczna praca mięśni bardzo usprawnia krążenie krwi i naczyniach żylnych

• statyczne - wykonywane z przeważającym udziałem skurczów izomerycznych (wzrost napięcia bez zmian długości mięśnia). Występuje zahamowanie swobodnego przepływu krwi przez mięśnie co powoduje zakwaszenie komórek mięśniowych (bóle mięśni) w wyniku gromadzenia się produktów przemiany materii (kwas mlekowy). Przyczynia się do szybkiego rozwoju zmęczenia np. podnoszenie ciężarów. Czynniki ograniczające przepływ krwi i oddychania:

- stały ucisk naczyń żylnych pogarsza krążenie krwi w żyłach i utrudnia dopływ krwi do serca

- duże napięcie i unieruchomienie klatki piersiowej, niekiedy bezdech → ustaje dopływ tlenu do płuc, wydalanie CO₂ → przerwanie ruchów oddechowych i wzrost ciśnienia śródpiersiowego → utrudnienie dopływu krwi do prawego przedsionka → pogorszenie pracy serca

II. w zależności od wielkości grup mięśniowych zaangażowanych w wysiłki:

• lokalne (małych grup mięśniowych) - obejmują mniej niż 30% całej masy mięśni np. podnoszenie jednej ręki

• ogólna (dużych grup mięśniowych) - obejmują ponad 30 % całej masy mięśni np. podnoszenie dwóch rąk

III. W zależności od procesów energetycznych zachodzących w pracujących mięśniach:

• beztlenowe

• tlenowe

• mieszane - tlenowo-beztlenowe

IV. W zależności od intensywności wysiłku:

a) Dynamiczne, miarą obciążenia bezwzględnego jest ilość energii wydatkowanej przez organizm w jednostce czasu czyli moc. Intensywność można wyrażać :

• w jednostkach objętości tlenu pochłaniającego przez organizm w ciągu minuty (VO₂ l/min)

• w jednostkach pracy zewnętrznej wykonanej w określonym czasie ( W, KJ/min , kgm / min)

• w jednostkach częstości skurczów serca

• jako wydatek energii w jednostce czasu ( cal/min , KJ/min)

Miara obciążenia względnego jest stosunek aktualnego poboru tlenu podczas pracy do maksymalnego poboru tlenu wyrażony w % (%VO_{2 MAX})

Wysiłek maksymalny - aktualny pobór tlenu jest równy indywidualnej wartości VO_2MAX

Wysiłki supramaksymalne - zapotrzebowanie na tlen jest większe od indywidualnej wartości VO_2MAX - organizm nie pobiera więcej tlenu ale wysiłek będzie trwał dalej.

Wysiłki submaksymalne - aktualny pobór tlenu jest mniejszy od indywidualnej wartości VO_2MAX.

V. w zależności od intensywności wysiłku - wysiłki statyczne

Miara obciążenia bezwzględnego jest wielkość rozwijanej siły potrzebnej do pokonania oporu zewnętrznego wielkości utrzymywanego ciężaru.

Miarą obciążenia względnego jest stosunek aktualnie rozwijanej siły do maksymalnej siły skurczem dozwolonego danej grupy mięśni (MVC) wyrażony w procentach ( %MVC).

• Lekkie - użycie siły <15%MVC

• Średnie - użycie siły 15 - 30 %MVC

• Ciężkie - użycie siły 30 - 50 %MVC

• Bardzo ciężkie - użycie siły 50 < %MVC

VI. Ze względu na czas trwania:

• krótkie - do kilkunastu minut

• średnie od kilkunastu, od 30 - 60 minut

• długie - 60< minut

Zmiany we krwi pod wpływem wysiłku fizycznego.

Podczas bardzo intensywnych wysiłków fizycznych pH może spadać do około 6,9. Większe zmiany są groźne dla życia.

Parametry rkz:

• pCO₂ - ciśnienie parcjalne CO₂ , związane jest z czynnością układu oddechowego. Wynosi 32 - 46 mmHg w krwi włosiczkowej. W wysiłkach fizycznych obniża się w wyniku oddawania CO₂ przez płuca.

• pO_{2 -} ciśnienie parcjalne tlenu, wynosi 74 - 108 mmHg w krwi włosiczkowej, w wysiłkach fizycznych wzrasta w wyniku wzrostu wentylacji minutowej płuc.

• HCO₃- - aktualna zawartość wodorowęglanów w osoczu zależy od pCO₂ przy którego podwyższeniu również wzrasta HCO₃- , przy obniżeniu pCO₂ spada HCO_{3 -} w krwi włośniczkowej , wynosi 21 -29 mm / l , podczas wysiłków fizycznych obniża się

• TCO_{2 -} całkowita zawartość CO₂ w osoczu w krwi włośniczkowej wynosi 22 - 30 mm / l , w wysiłkach fizycznych obniża się w wyniku oddawania CO₂ przez płuca.

• BE - nadmiar lub niedobór zasad, to różnica między aktualnym a normalnym stężeniem zasad buforowych pełnej krwi, wynosi ± 2,3 mmol / l , w wysiłkach fizycznych BE obniża się nawet do - 30 mmol / l.

Zmiany objętości układu krwionośnego podczas wysiłków.

Objętość osocza podczas wysiłków o dużej intensywności zmniejsza się o 5 - 15% w czasie pierwszych 10 - 15 min na skutek przesączania płynu w mięśniach i naczyń do przestrzeni poza naczyniowej. Na odcinku kapilarnym wzrasta ciśnienie hydrostatyczne i przeważa nad onkotycznym co powoduje zagęszczenie krwi. Wzrasta ilość erytrocytów w jednostce objętości. Poliglobulina jest to wzrost pozorny w wysiłku krótkotrwałych o dużej intensywności. W późniejszym okresie wzrost osmolności osocza i jego ciśnienia onkotycznego powodują wtórne przemieszczanie się wody do naczyń krwionośnych. Przy wysiłkach długotrwałych o umiarkowanej intensywności może dochodzić do rozcieńczenia krwi - hemodylucja - pozornie zmniejszenie ilości erytrocytów w czasie długotrwałych wysiłków którym towarzyszy obfite pocenie dochodzi do zmniejszenia objętości krwi, ubytek osocza wynosi około 10% całkowitej utraty wody organizmu. Spadek hematokrytu → hemoglobiny → tlenu.

Zmiany objętości i składu krwi podczas wysiłków

Zmiany w obrazie białokrwinkowym uzależnione są od intensywności wysiłku i występuje w trzech fazach :

1. przy umiarkowanych wysiłkach może wystąpić tylko I FAZA - limfocytarna - charakteryzująca się wzrostem ilości limfocytów przy równoczesnym zmniejszeniu ilości krwinek białych obojętnochłonnych (neutrofile). Ogólna ilośc krwinek białych nie zmienia się lub nieco się zwiększa

2. neutrofilna - występuje bezpośrednio po większych wysiłkach. Cechuje się zwiększeniem ilości krwinek obojętnochłonnych - neutrofile . Z pojawieniem się postaci młodych oraz krwinek kwasochłonnych ilość limfocytów zmniejsza się poniżej wartości spoczynkowej. Przy średnich i intensywniejszych wysiłkach jedna faza przechodzi w drugą.

3. Przy nadmiernych wysiłkach może dojść do fazy III - intoksydacyjnej, może ona występować w dwóch postaciach :

- regeneracyjny - gdzie liczba leukocytów wzrasta do 20 tys a nawet do 50 tys w lmm³ znikają krwinki kwasochłonne, obniża się liczba limfocytów.

- degeneracyjny - charakteryzuje się spadkiem ogólnej liczby krwinek białych ( leukocytów do 3 tys w lmm³ ). norma wynosi 4 -10 tys / mm³, faza III wystęuje po wysiłkach znacznie przekraczających aktualną wydolność ustroju, zmiany te ie występują natychmiast, należy badać po ½ godz i po 1 godz.

28.03.2013

Układ krążenia stanowi zamknięty obwód składający się z dwóch części: serca i naczyń krwionośnych ( tętnice, żyły, naczynia włosowate)

SERCE

PRZEDSIONKI - za pośrednictwem żył otrzymują krew z okreslonych regionów ciała, między przedsionkami a żyłam nie ma zastawek.

KOMORY - działają jak pompy i za pośrednictwem tętnic umożliwiają przepływ krwi do określonych regionów ciała, między komorami a tętnicami wystepują zastawki półksiążycowate

zastawki nadają kierunek przepływu krwi i przedsionków do komór, z komór do tętni. Zapobiegają cofaniu się krwi. Między przedsionkami a komorami znajdują się zastawki przedsionkowo-komorowe (żagielkowate):

- zastawka prawa - trójdzielna

- zastawka lewa - dwudzielna = mitralna

Między aortą a lewą komora oraz tętnicą płucną a prawa komora znajdują się zastawko półksiężycowate

Małe krążenie pełni funkcje oddechową. Krew nieutlenowana: prawa komora → tętnica płucna → pęcherzyki płucne → żyły płucne → lewy przedsionek

Duże krążenie transportującą. Krew utlenowana: lewa komora → aorta → organizm → prawy przedsionek.

MIĘSIEŃ SERCOWY - zbudowany z włókien poprzecznie prążkowanych połączonych nitkami plazmatycznymi. Powstaje spoina komórkowa → syncytium. W budowie mięśnia sercowego można wyróżnić dwa rodzaje komórek mięśniowych:

1. komórki robocze - ściany przedsionków i komór serca, przegroda międzyprzedsionkowa i międzykomorowa - posiadają większą ilość mikrofibryli , charakteryzują się pobudliwością i kurczliwością

2. komórki tworzące układ bodźco-przewodzący serca - mała liczba mikrofibryli, są zdolne do generowania potencjałów czynnościowych

CZYNNOŚĆ ELEKTRYCZNA SERCA:

węzeł zatokowy 70mpl/min → 3 pęczki międzywęzłowe → przedsionki → depolaryzacja → pęczki przedsionkowo-komorowe → lewa komora lub prawa komora

Rozwinięcie serca - revolutio cardis 0,880s

1. skurcz przedsionków → wzrost ciśnienia w przedsionkach około 3 -5 mmHg → przepływ krwi do komór i ich dodatkowe wypełnienie oraz odpowiedni wzrost ciśnienia Skurcz przedsionków warunkuje:

- stopień wypełnienia komór tuż przed rozpoczęciem ich skurczu (objętość późnorozkurczowa 180 - 200ml)

- ostateczna wartość ciśnienia rozkurczowego w tym momencie ( ciśnienie późnorozkurczowe 15 mmHg)

2. skurcz komór - dwie fazy

* faza skurczu izowolumetrycznego ( faza izometryczna) trwa około 0,05s, → zamknięte zastawki przedsionkowo-komorowe i półksiężycowate → zwiększa się napięcie włókien mięśniowcy komór, które bardzo silnie naciskają na zawarta w nich krew → wewnątrz komór wzrasta ciśnienie bez zmian objętości

* faza wyrzutu - faza izotoniczna - trwa około 0,22s, gdy ciśnienie w komorach zrówna się i nieco podwyższy ciśnienie rozkurczowe ( w tętnicy płucnej 25 mmHg , w aorcie 80mmHg) → zastawki półksiężycowate otwierają się włókna komór → ciśnienie zmienia się już w niewielkim stopniu → krew jest tłoczona do naczyń tętniczych

3. rozkurcz komór :

*faza rozkurczu izowolumerycznego - gdy prędkość wyrzutu maleje do 0 → odwrócenie gradientu ciśnienia między tętnicami a komorami → zamknięcie zastawek półksiężycowatych → krew do komór nie napływa i mimo spadającego ciśnienia ich objętość nie ulega zmianie

* faza szybkiego wypełniania komór - ciśnienie w komorach obniża się poniżej ciśnienia w przedsionkach → otwierają się zastawki przedsionkowo - komorowe → szybki napływ krwi do komór.

TONY SERCA - to zjawiska akustyczne powstające w wyniku prawidłowej czynności zastawek serca, w przypadku ich nieszczelności powstają tzw szmery serca.

TON I SKURCZOWY - systoliczny - powstaje w wyniku zamknięcia się zastawek przedsionowo - komorowych, jest niski i długi (0,15s)

TON II ROZKURCZOWY - diastaliczny - występuje w momencie rozkurczu komór i zamknięcia zastawek półksiążycowatych, jest wysoki i krótki (0,1s)

Zaburzenia w zakresie wytwarzania bodźców

• TACHYKARDIA - duża częstotliwość, rytmicznie powtarzających się skurczów mięśnia sercowego; jest wynikiem zwiększonej częstości powstania pobudzeń w węźle zatokowym, może występować w warunkach fizjologicznych np. w czasie wysiłku fizycznego i osiągać częstość 180 -200/min , inne jego przyczyny to przewaga układu współczulnego, gorączka, niewydolność oddechowa, nadczynność tarczycy, wstrząs, krwotok, niedokrwistość, wpływ leków sympatykominetycznych i parasympatycznykalitycznych oraz alkoholi, kofeiny i nikotyny

• BRADYKARDIA - mała częstotliwość rytmicznie powtarzających się skurczów mięśnia sercowego, jest wynikiem zmniejszonej częstości powstania pobudzeń w węźle zatokowym, może występować w warunkach fizjologicznych np. u sportowców lub w czasie snu , przewaga układu parasympatycznego, w stanach chorobowych najczęstszą jego przyczyną jest choroba niedokrwienna serca, zapalenie mięśnie serca, niedoczynność tarczycy, podwyższone ciśnienie śródczaszkowe, wpływ leków ( beta-blokery, naparstnica)

• ARYTMIA - nierytmiczna czynność serca w związku z nierytmicznym wytwarzaniem bodźców

• EKSTRSYSTOLE - skurcz dodatkowy między rytmicznymi skurczami serca

TĘTNO - to rytmiczne uniesienia ściany naczyń tętniczego wywołane przesuwaniem się fali ciśnienia:

• zależy od czynności serca, ilości krwi odpływającej z tętnic do naczyń włosowatych, sprężystości ścian naczyń

• fala tętna jest wyrazem rozchodzenia się energii

• tętno wynosi około 70 uderzeń / min

Rodzaje:

1. częste

2. rzadkie

3. ze względu na odstępy między poszczególnymi falami tętna:

* miarowe

* niemiarowe

4. ze względu na amplitudę wahań ciśnień:

* wysokie

* niskie

5. ze względu na wielkość ciśnienia w badanej tętnicy:

* twarde

* miękkie

6. ze względu na szybkość z jaką narasta lub opada fala tętna:

* szybkie

* wolne

Sposoby badania tętna:

• palpacyjna

• osłuchowa

• przy użyciu stopera

CIŚNIENIE KRWI - to ciśnienie jakie wywiera przepływająca krew na ściany naczyń krwionośnych:

• największe jest w lewej komorze podczas skurczu, w początku aorty maleje z oddaleniem od serca

• ciśnienie w żyłach jest tym większe im bliżej do serca

• miara ciśnienia krwi jest ta wartość, która przewyższa ciśnienie atmosferyczny (przyjmujemy aktualne ciśnienie atmosferyczne jako „0”)

• podajemy je w mmHg , mierzymy w tętnicy ramieniowej

• ciśnienie skurczowe wynosi 100 - 140 mmHg a rozkurczowe 60 - 90 mmHg

Na wysokość ciśnienia tętniczego ma wpływ:

1. ilość krwi tłoczonej z lewej komory do aorty w ciągu 1mion, czyli od pojemności minutowej serca:

- jeżeli zwiększenie Q jest wynikiem zwiększenia SV to to powoduje wzrost RR s

- jeżeli zwiększenie Q jest wynikiem zwiększenia HR to to powoduje wzrost RR r

2. sprężystość ścian aorty i jej odgałęzienia

* im większa sprężystość ścian aorty tym RR r mniejsze

* im mniejsza sprężystość czyli wzrasta sztywność aorty tym RR r większe

3. od oporu jaki stawiają przepływające krwi prekapilary

4. lepkość krwi

OBJĘTOŚĆ WYRZUTOWA SERCA (SV) to ilość krwi wtłoczonej przez jedną z komór serca do odpowiedniego zbiornika tętniczego. U dorosłego mężczyzny o masie 70kg w spoczynku w pozycji lezącej każda z komór tłoczy około 75ml krwi w czasie jednego cyklu pracy serca

POJEMNOŚĆ MINUTOWA - jest to pojemność krwi wytłoczonej przez jedną z komór w czasie jednej minuty. Pojemność minutową oblicza się mnożąc objętość wyrzutową przez liczbę skurczów w czasie 1 min. objętość wyrzutowa komory w spoczynku wynosi 70ml więc przy 70 - 75 skurczach na minute daje to wynik objętości minutowej serca równy około 5l/min ( 70ml * 70 skurczów / min = 4900 ml/min)

11.04.2013

WYDOLNOŚĆ - zdolność do ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych wykonywany z udziałem dużych grup mięśniowych, bez szybko narastającego zmęczenia

Czynniki warunkujące wydolność:

I decydujące i zaopatrzeniu tlenowym mięśni :

1. maksymalna wentylacja płuc

2. pojemność dyfuzyjna płuc

3. pojemność tlenowa krwi

4. sprawność układu krążenia - pojemność wyrzutowa, minutowa

5. różnica tętniczo-żylna w nasyceniu krwi tlenem

6. liczba naczyń włosowatych w mięśniach

7. zawartość mioglobiny oraz skład włókien mięśniowych

II decydujące o zaopatrzeniu mięśni w substraty energetyczne - dostępność do źródeł substratów energetycznych, jedyne źródło energii to ATP szybko ją jednak zużywamy ale również resystetuje

1. zawartość glikogenu

2. tempo lipozy, utleniania WKT (wolne kwasy tłuszczowe)

3. sprawność regeneracji energii

III decydujące o zdolności wyrównywania zmian w środowisku wewnętrznym

1. pojemność buforowa krwi - zdolność do utrzymywania stałego pH krwi pomimo pojawiających się kwasów i zasad. Bufory : węglanowy, fosforany, białczanowy, hemoglobinowy

2. szybkość usuwania kwasu mlekowego

3. zdolność do termoregulacji

IV decydujące o tolerancji zmian zmęczeniowych - zależy od czynników psychologicznych, które kształtują motywacje wysiłkową

1. tolerancja na zachowanie

2. tolerancja na ból mięśniowych

3. tolerancja na wzrost ciepłoty ciała

Różnica między wydolnością (elementy związane z naszą biologią, biologiczne podłoże wytrzymałości) a wytrzymałością ( to dodatkowe psychiczne elementy np. motywacja, charakter) .

PARAMETRY WYDOLNOŚCI FIZYCZNEJ

• pułap tlenowy VO_{2 max} , maksymalny pobór tlenu

• PPA - próg przemian anaerobowych ( PPA, AT)

PPA - PRÓG PRZEMIAN ANAEROBOWYCH

• jest to obciążenie wysiłku o wzrastającej intensywności przy którym zaznacza się dominacja beztlenowych szlaków resyntezy ATP

• PPA towarzyszy nagły wzrost stężenia mleczanu we krwi i powyżej 4mMol/l i niekompensowana kwasica metaboliczna

• prędkość biegu, pedałowania

• wyrażany jest w postaci obciążenia (km/h, W) HR lub VO_{2 max}

• służy do :

* oceny wydolności tlenowej

* wyznaczania obciążeń treningowych

* sprawdzania efektów treningu

• poziom PPA a wydolność:

* niska wydolność <30% VO_{2 max}

* średnia wydolność około 50% VO_{2 max}

* wysoka wydolność >70% VO_{2 max}

*b.wysoka wydolność 80 - 90% VO_{2 max}

• metody wyznaczania PPA:

* inwazyjne - krwawe (próg mleczanowy)

- badany wykonuje wysiłek o wzrastającej intensywności

- po każdym obciążeniu trwającym ok. 3 -4 min ( do uzyskania steady state) z opuszka palca pobierana jest krew z której wyznaczane jest stężenie mleczanu

- wysiłek kończymy w momencie wzrostu stężenia mleczanu powyżej 4mMol/l

PRÓG PRZEMIAN BEZTLENOWYCH - jest to graniczne przejście z natężonych przemian tlenowych na tor natężonych przemian beztlenowych w produkcji energii podczas wysiłku fizycznego

* nieinwazyjne - bezkrwawe (próg wentylacyjny, test Conconiego)

PRÓG WENTYLACYJNY:

- obciążenie wysiłkowe (odpowiadające PPA) przy którym dochodzi do nielinowego gwałtownego wzrostu wentylacji minutowej płuc - hiperwentylacji, a równoważnik oddechowy - czyli stosunek VCO₂ / VO₂ przekracza wartości 1

- hiperwentylacja spowodowana jest drażnieniem chemoreceptorów tętniczych gromadzącym się w nadmiarze CO₂, pochodzącym z procesów buforowania kwaśnych metabolitów wysiłkowych ( głównie kwasu mlekowego )

PUŁAP TLENOWY maksymalna ilość tlenu, która może być wykorzystywana przez organizm podczas wykonywania wysiłku o maksymalnej intensywności

- wyrażony jest w l/min lub ml/min/kg

- u osób zdrowych 20 - 85 ml/kg/min

- wyższe u mężczyzn - przewaga tkanki mięśniowej

- spada wraz z wiekiem

Ocena wydolności na podstawie VO_{2 max}:

1. u osób zdrowych nietrenujących

20 - 29 ml/kg/min - słaba

30 - 39 ml/kg/min - średnia

40 < ml/kg/min - dobra

2. u osób trenujących :

wartość prawidłowa >60ml/kg/min

Czynniki warunkujące VO_{2 max}

• związane z układem oddechowym:

- maksymalna wentylacja minutowa płuc

- stosunek wentylacji pęcherzykowatej do perfuzji

• związane z układem krążenia:

- pojemność minutowa serca (Q)

- pojemność tlenowa krwi (stężenia Hb)

- powinowactwo tlenu do Hb

- ciśnienie tętnicze

• związane z przepływem mięśniowym:

- przepływ krwi przez mięśnie (sprawność naczynio-ruchowa)

- gęstość kapilar w mięśniach

- szybkość dyfuzji tlenu do mitochondriów

• związane z metabolizmem mięśniowym:

- masa mięśni i typ włókien mięśniowych

- gęstość mitochondriów w mięśniach

- aktywność enzymów oksydacyjnych w komórkach mięśniowych

- zawartość i dostarczanie substratów energetycznych do komórek mięśniowych

25.04.2013

ENERGETYKA PRACY MIĘŚNIOWEJ

Każdy wysiłek fizyczny wymaga dostarczania energii niezbędnej do skurczów i rozkurczów mięśni szkieletowych. Energia mechaniczna potrzebna do pracy mięśni szkieletowych i gładkich pochodzi z reakcji chemicznych zachodzących w komórkach mięśni. Podstawowym zadaniem procesów zachodzących w białkach kurczliwych podczas skurczu mięśni jest przekształceniem energii chemicznej (powstającej ze spalania substratów energetycznych) w energię mechaniczną.

Bezpośrednim, jedynym, uniwersalnym akumulatorem i przenośnikiem energii chemicznej do białek kurczliwych znajdujących się w komórkach mięśni szkieletowych ssaków jest związek chemiczny o nazwie ADENOZYNOTRIFOSFORAN (ATP).

ATP - jeden z najważniejszych nukleotydów w komórce, pełniący funkcję przenośnika energii.

Wszystkie biochemiczne procesy energetyczne służą w końcowym rozrachunku do rozpadu i odtwarzania ATP. Związek ten nie jest magazynowany tylko tworzony na bieżąco. Każdą aktywność ruchową człowieka można zatem rozpatrywać jako proces pozyskiwania energii w wyniku rozpadu ATP do ADP oraz ciągłej odbudowy ADP do ATP, która odbywa się w drodze przemian biochemicznych zachodzących bez udziału i z udziałem tlenu.

ZASOBY ENERGETYCZNE ORGANIZMU
SUBSTRAT	MASA [g]
ATP	ok. 80 - 100
PC (fosfokreatyna)	ok. 400 - 600
GLIKOGEN MIĘŚNIOWY	ok. 250 - 300
GLIKOGEN WĄTROBOWY	ok. 100 - 120
GLUKOZA	ok. 15
TŁUSZCZE: TK. PODSKÓRNA	ok. 10 000
TŁUSZCZE: MIĘŚNIE	ok. 200

SYSTEMY ODBUDOWY ATP (wg J. Popinigis)

1. SYSTEM BŁYSKAWICZNY - (substrat energetyczny - fosfokreatyna) reakcja katalizowana przez enzym KINAZĘ KREATYWNOWĄ (CK), która w czasie intensywnego wysiłku fizycznego aktywuje rozpad cząsteczki fosfokreatyny i przenosi wysokoenergetyczne wiązanie kwasu fosforowego na ADP. Efektem tego jest ATP i kreatyna. Ilość fosfokreatyny w komórce mięśniowej (ok. 400 - 600g) jest 4 - 6 razy większa od ilości ATP i jej rozpad pozwala na kontynuowanie maksymalnego wysiłku przez około 10 sekund ( ok. 100 skurczów mięśni). Energia pochodząca z rozkładu fosfokreatyny ma ogromne znaczenie podczas przechodzenia z niskiego do wysokiego zapotrzebowania energetycznego ( początek intensywnego wysiłku). Dynamika odbudowy fosfokreatyny:

* po 30 sek przerwy odtwarza się 50 - 70% stanu wyjściowego

* po 2 min przerwy odtwarza się 85% stanu wyjściowego

* po 4 min przerwy odtwarza się 88% stanu wyjściowego

* po 8 min przerwy odtwarza się 98% stanu wyjściowego

2. SYSTEM „SZYBKI” GLIKOLITYCZNY-MLECZANOWY (substraty energetyczne - glikogen, glukoza). Glikoliza jest najstarszym ewolucyjnie procesem pozyskiwania energii z cukru, prawdopodobnie wykształcił się on jeszcze wtedy gdy w atmosferze ziemskiej nie było tlenu. Glikoliza - schemat Embdena - Meyerhofa - Parnasa. Proces enzymatycznego rozkładu cukrów do kwasu pirogronowego. Stosunkowo szybki, beztlenowy proces składający się z 12 przemian glikogenu mięśniowego i glukozy krwi, w którym uczestniczy 12 enzymów. (Enzymy aktywne 8. i 11. przemianę glikogenu beztlenowego odtwarzają ATP z ADP)

KWAS MLEKOWY

Powstawanie kwasu mlekowego w mięśniach jest związane z procesem spalania glukozy. W przypadku gdy do mięśni jest dostarczana wystarczająca ilość tlenu spalanie glukozy przebiega w sposób kompletny i końcowym produktem tego procesu jest kwas pirogronowy.

W procesie kompletnego spalania glukozy jako jeden z produktów przejściowych powstaje kwas mlekowy ale jest on natychmiast przekształcany do kwasu cytrynowego, który jest dalej spalany do CO₂ i wody w procesie zachodzącym cyklem kwasu cytrynowego. Gdy natomiast występuje deficyt tlenu kwas mlekowy nie może być p rzekształcany do kwasu cytrynowego i zaczyna się odkładać w tkance mięśniowej.

Proces glikozy może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych. Efektem glikozy tlenowej jest kwas pirogronowy, który po przejściu do mitochondriów staje się substratem biorącym udział w resyntezie ATP w procesach przebiegających z udziałem tlenu. Efektem glikozy beztlenowej jest przemiana kwasu pirogronowego w kwas mlekowy, który odkłada się w tkance mięśniowej oraz resynteza ATP przy udziale enzymów aktywnych 8. i 11. przemianę glikogenu.

Tempo odbudowy ATP w wyniku rozpadu glikogenu bez udziału tlenu stanowi ok. 40 - 50% w stosunku do mocy pozyskiwania energii z procesu rozpadu fosfokreatyny. Maksymalnie nasilenie procesów glikozy beztlenowej występuje z reguły ok. 30 - 45sek intensywnego wysiłku ciągłego. Procesy glikozy beztlenowej wystarczają na pokrycie kosztu ok. 2 min intensywnego wysiłku fizycznego.

Tempo odbudowy ATP w wyniku rozpadu glikogenu z udziałem tlenu stanowi ok. 25% w stosunku do mocy pozyskiwania energii z procesu rozpadu fosfokreatyny. Maksymalne nasilenie procesów glikozy tlenowej występuje z reguły ok. 120 sekund intensywnego wysiłku ciągłego. Procesy glikozy tlenowej wystarczają na pokrycie kosztów ok. 5min intensywnego wysiłku fizycznego.

Dynamika tempa odbudowy glikogenu po maksymalnym wysiłku ciągłym:

• po 2godz odpoczynku odbudowa ok. 25%( przy normalnej diecie)

• po 10 godz odpoczynku odbudowa ok. 60% (przy diecie węglowodanowej)

• po 48 godz odpoczynku odbudowa całkowita

Dynamika tempa odbudowy glikogenu po maksymalnym wysiłku interwałowym. Najszybsze tempo odbudowy podczas pierwszych 30 min odpoczynku

• po 2 godz przerwy odtwarza się ok. 39%

• po 5 godz przerwy odtwarza się ok. 53%

Dynamika utylizacji kwasu mlekowego, którego produkcja towarzyszy wysiłkom o charakterze beztlenowym:

• najszybsze tempo usuwania kwasu mlekowego występuje podczas pierwszych 20 - 30 min wypoczynku

• po upływie 75min odpoczynku ok. 98% kwasu mlekowego zostaje usunięte z krwi

• szybkość usuwania kwasu mlekowego istotnie wzrasta podczas odpoczynku aktywnego (bieg ciągły - niewytrenowani)

3. SYSTEM „WOLNY” TLENOWY - MITOCHONDRIALNY (substraty energetyczne - kwas pirogronowy, ADP, kwas fosforowy, jony wodorowe, tlen, aktywne kwasy tłuszczowe (związki o nazwie acyloCOA). Energia do resyntezy ATP z ADP i kwasu fosforowego dostarczana jest poprzez reakcję niegazowej postaci wodoru z tlenem, jej uproszczony wzór to (O₂ +2 * H = 2H₂O + energia)

Powyższa reakcja zachodzi w łańcuchu oddechowym mitochondriów w wewnętrznej błonie mitochondrialnej z uwolnienia energia jest zużywana na wyłączenie cząstki kwasu fosforowego z ADP co w efekcie prowadzi do wytworzenia ATP, uproszczony wzór tej reakcji to:

ADP + kw. Fosforowy + energia z reakcji (O₂ + 2* 2H) = ATP + H₂O

Zasoby energetyczne organizmów umożliwiają wykonywanie pracy mięśni w warunkach równowagi tlenowej (wtedy stałe) przez okres kilku godzin.

Intensywność wysiłków (mierzono zapotrzebowaniem tlenowym) kształtuje się na poziomie ok. 40% VO2max. Tempo odbudowy ATP w wyniku rozpadu „WKT” z udziałem tlenu jest niskie i stanowi ok. 10% w stosunku do mocy pozyskiwania energii z procesu rozpadu fosfokreatyny.

SCHEMAT WYTWARZANIA ENERGII PODCZAS WYSIŁKU FIZYCZNEGO

ŹRÓDŁA POZYSKIWANIA ENERGII	DOMINUJĄCY PRCES	SUBSTRATY ENERGETYCZNE
SYSTEM BEZTLENOWY	SZLAK MEZMLECZANOWY	ATP + FOSFOKREATYNA ADP + ADP
		SZLAK MLECZANOWY	GLIKOGEN
	SYSTEM TLENOWY	SZLAK TLENOWO-BEZTLENOWY	GLIKOGEN, GLUKOZA, TLEN
		SZLAK TLENOWY (CYKL CREBSA)	WOLNE KWASY TŁUSZCZOWE + TLEN

MOC I POJEMNOŚĆ ŹRÓDEŁ ENERGETYCZNYCH MIĘŚNI (za Morgana, Keul, Doll, Keppler)

ŹRÓDŁO ENERGII	SUBSTRAT ENERGETYCZNY	CZAS UZYSKANIA MAKSYMALNEJ MOCY PROCESU	MAKSYMALNY CZAS WYSIŁKU
FOSFORYLACJA BEZTLENOWA	FOSFOKREATYNA	4 -6s	20 - 25s
GLIKOZA BEZTLENOWA	GLIKOGEN	30 - 45s	90 - 120s
GLIKOZA TLENOWA	GLIKOGEN	ok. 120s	300s
FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA	WOLNE KWASY TŁUSZCZOWE	ok. 180s	KILKA GODZIN

Wysiłki krótkotrwałe do 60sekund:

• podstawowym źródłem energii w ciągu pierwszych kilku sekund wysiłku jest komórkowy ATP i fosfokreatyna (Pcr)

• nasilenie procesów tlenowych zachodzących w mitochondriach w czasie pierwszych 10 sekund wysiłku zwiększa się nieznacznie w porównaniu z warunkami spoczynkowymi

• glikoliza może osiągać szybkość maksymalną po 20 sekundach co wiąże się z nagromadzeniem w komórkach mięśniowych znaczących ilości kwasu mlekowego i jonów wodorowych

Wysiłki trwające od 60 sekund do ok. 10- 15min:

• głównym substratem energetycznym wykorzystywanym w tym okresie wysiłku jest glikogen mięśniowy

• po 3 - 4 min osiągane jest (przy wysiłkach maksymalnych) największe stężenie kwasu mlekowego w komórkach mięśniowych)

• po 2 - 6 min pracy ilość tlenu doprowadzającego do komórek odpowiada zapotrzebowaniu

• rośnie wykorzystanie substratów energetycznych wychwytywanych z krwi : glukoza, WKT, ketokwasy

Wysiłki trwające 15 - 60min:

• udział procesów beztlenowych w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego zostaje ograniczony do 10%

• wpływ hamujący na przebieg glukozy i w konsekwencji na zużycie glukozy glikogenu wywiera utlenowane WKT

• utlenianie WKT w mięśniach podczas wysiłków trwających 16 - 60 min zwiększa się do 30 - 40 % udziału w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego

• przy obciążeniu 60 - 75% VO_{2 max} w ciągu godziny może dojść do całkowitego wyczerpania pracujących mięśni, wtedy udział glikogenu w metabolizmie przekracza 50%

Wysiłki 60min<

• podczas długotrwałej pracy zapotrzebowanie energetyczne mięśni prawie w całości pokrywane jest przez procesy tlenowe

• stężenie mleczanu z czasem maleje (przekształcenia w wątrobie w glukozie utlenienie w mięśniu sercowym i mięśniach szkieletowych)

• po 3godz udział kwasów tłuszczowych wynosi ok. 80% w zapotrzebowaniu energetycznym

---