WYKŁAD 13.02.04

„PODSTAWY FIZJOLOGII WYSIŁKU FIZYCZNEGO” A. Jaskólski

dr. hab. med. Krzysztof Mazurek

Fizjologia układu nerwowego

Fizjologia błony komórkowej i komórki nerwowej

Neurony są zbudowane z: ciała komórkowego, dendrytów i aksonu.

Nerwy komunikują się pomiędzy sobą z komórkami mięśni i gruczołami za pomocą synaps.

Neuron otoczony jest błoną komórkową zbudowaną z lipidów (głównie fosfolipidy, cholesterol i glikolipidy) i białek.

Płyny zewnątrzkomórkowy i wew. różnią się miedzy sobą składem.

Procesy regulacyjne utrzymujące stałość każdego z płynów noszą nazwę mechanizmów homeostatycznych.

Homeostaza - stan równowagi org., który ma charakter dynamiczny.

W skład płynu zewnątrzkomórkowego wchodzi osocze krwi oraz płyn tkankowy.

Stałość płynu wewnątrzkomórkowego jest utrzymywana dzięki błonie komórkowej, przez którą odbywa się wymiana pomiędzy PWK i PZK.

Wymiana ta zachodzi poprze dyfuzję, osmozę transport aktywny oraz transport pęcherzykowy.

Dyfuzja - jest procesem biernym , elektrycznie obojętne składniki roztworu przemieszczają się zgodnie gradientem stężeń.

Osmoza - jest to przenikanie bierne wody przez błonę kom. (jest pół przepuszczalna) zgodny z gradientem ciśnienia osmotycznego.

Transport czynny - transport z użyciem energii, która pochodzi z ATP do transportu substancji wbrew gradientowi stężenia lub elektrycznemu; najczęściej jest to pompa sodowo-potasowa.

Transport pęcherzykowy - proces endocytozy lub egzocytozy (wew. komórki powstaje pęcherzyk i swobodnie się tam dostaje).

Wszystkie komórki organizmu mają potencjał błonowy.

Potencjał błonowy - jest równy różnicy potencjałów elektrycznych między wnętrzem a powierzchnią komórki.

Potencjał spoczynkowy błony - powstaje w komórkach, jeżeli błona komórkowa jest przepuszczalna dla kilku rodzajów jonów, a działanie pompy Na-k uniemożliwia wytworzenie stanu równowagi osmotycznej.

Potencjał czynnościowy jest przejściową zmiana potencjału błony związaną z przekazywaniem informacji np. w układzie nerwowym

Kanały jonowe - swoiste kanały jonowe są białkami tworzącymi przebłonowe kanały wodne.

W neuronach istnieją co najmniej dwa takie kanały: dla jonów Na i dla K

W stanie spoczynku większość kanałów jonowych jest zamknięta. Mimo to liczba kanałów K które

Skład jonowy płynów wew. i zew. kom. (wew. Mniej (15) zew. (192

Na+ tyle samo wew. i zew.

K+ wew. 135 zew. 4

Osmodarność płynu wewnątrzkomórkowego jest równa o. płynu zew. Suma stężeń kationów i anionów nie różni się od sumy stężeń kationów i anionów.

Fazy potencjału czynnościowego

nadostrzał - wszystko dodatnie

• Potencjał progowy (- 65 do -60 mv; powolny wypływ jonów k) rozpoczyna fazę depolaryzacji w komórce nerwowej typu „wszystko albo nic”

• Szybka faza depolaryzacji jest wywołana napływem jonów Na do komórki; inaktywacja kanałów Na i aktywacja K

• Nadostrzał - faza, w której potencjał błonowy jest dodatni

• Repolaryzacja jest wywołana spadkiem potencjału.

Okres repolaryzacji - czas, w którym komórka jest niepobudliwa

Okres repolaryzacji bezwzględnej -

Okres repolaryzacji względnej -

* kom. nerwowej

* mięśnia roboczego komór serca

* mięśnia gładkiego żołądka

przewodzenie p. c

• Przewodzenie odbywa się wzdłuż ............; wielkość potencjału nie zmienia się w miarę oddalania się od miejsca powstania, ponieważ wciąż generowany jest nowy potencjał czynnościowy w stwardnieniu - uszkodzona otoczka nerwowa

• Węzły Ranviera - pobudzenie przenosi się w sposób skokowy

• We włóknach bermelinowych szybkość przewodzenia jest wolniejsza ok. 1m/s

• We włóknach strunowych nielicznie występuje przewodzenie skokowe między przewężeniami Roanviera (węzłami) 6-120m/s

przewodnictwo synaptyczne

• Jest to proces komunikacji k-k nerwowych pomiędzy sobą oraz z k-k mięśniowymi i gruczołowym

• Przewodnictwo synaptyczne odbywa się na ogół za pomocą neuroprzekaźników (Acetylonalina), ale także ma charakter elektryczny przez złącza szczelinowe

• Odpowiedź postsynapotyczna może mieć charakter pobudzający lub hamujący

• Pobudzenie wywołuje potencjał czynnościowy (w drugim nerwiw) skurcz w kk mięśniowej lub wydzielanie w kk gruczołowej

• Hamowanie zmniejsza lub blokuje aktywność kk postsynoptycznej

synapsy elektryczne (także połączenia synaptyczne)

acetylocholina

• Synteza - Ach jest syntezowana w zakończeniu presynaptycznym z choliny i acetylokoenzymu A (acetyloCoA) w obecności enzymu acetylotransferazy choiny (CAT)

• Jeden pęcherzyk synaptyczny zawiera 5000-1000 cząsteczek Ach

• Ach jest wydzielana do przestrzeni synaptycznej w skutek depolaryzacji zakończenia presynaptycznego

• Połączenie Ach z receptorem w błonie postsynaptycznej wywołuje depolaryzację tej błony i powstaje potencjał płytki końcowej

budowa i czynności układu nerwowego

* układ somatyczny - przetwarza i przewodzi informacje z receptorów całego ciała a jego elektronami są m.in. poprzecznie prążkowane szkieletowe; znajdują się pod kontrolą kory mózgowej (działa od naszej woli).

* układ autonomiczny - reguluje czynność narządów wewnętrznych oraz metabolizm tkanek na drodze odruchowej, automatycznej, niezależnej od woli, współdziałając z układem dokrewnym, efektami są mięśnie gładkie i gruczoły.

Układ nerwowy ośrodkowy: mózgowie; rdzeń kręgowy

Układ nerwowy obwodowy składa się z części uczuciowej i ruchowej

Zwoje nerwowe

Nerwy warunkowe (od mózgu)

Nerwy rdzeniowe

- Mózgowie

Podstawowe elementy mózgowia: rdzeń przedłużony, most, móżdżek, śródmózgowie.

Istota szara ; istota biała

* kresomózgowie

Rdzeń kręgowy

• Jest najniższym poziomem OUN

• Jego zadaniem jest m.in. przekazywanie informacji z receptorów skórnych, stawowych, mięśniowych oraz narządów wew. na wyższe partie ukł. nerwowego.

• Rdzeń stanowi ośrodek ważnych odruchów np. odruchu na rozciąganie i odruchu zginania.

• Jest ośrodkiem koordynacji ruchów kończyn i czynności różnych grup mięśniowych.

• Każdy nerw powstaje z połączenia 2 korzeni: grzbietowego (tylnego) i brzusznego (przedniego)

• Przez korzenie grzbietowe do rdzenia występują włókna czuciowe.

• Przez korzenie brzuszne wychodzą ze rdzenia włókna ruchowe, czyli aksons motonerwów oraz włókna autonomiczne.

W rdzeniu kręgowym można wyróżnić 5 segmentów.

* Segmenty szyjne, piersiowe, lędźwiowe, krzyżowe, guziczne.

Nerwy ............. i nerwy rdzeniowe

• Nerwy ............... biorą początek w pniu mózgu jest ich 12 par

• Nerwy ............... zawierają włókna nerwowe ukł. somatycznego i autonomicznego

• Nerwy somatyczne

• Nerwy autonomiczne

• Nerwy rdzeniowe dzielą się na 8 par nn. szyjnych, 12 pierś., 5 lęź., 5 krzyżowych, 1 guzicznego

• Nerwy autonomiczne od mięśni gładkich do końcówek guzicznych

rdzeń mózgu i móżdżek

pień mózgu tworzą: rdzeń przedłużony, most śródmózgowia;

pień mózgu oznacza 12 par

Odruchy

Odruchem nazywamy względnie stereotypową odpowiedź na specyficzny bodźce, która zachodzi za pośrednictwem OWN bez udziału woli.

• Odruchy somatyczne - z efektów z mięśni pop. prążk.

• Odruchy autonomiczne - mięśnie gładkie lub gruczoły

• Odruch warunkowy - odruch nabyty (duża zmienność odp. na bodźce)

• Odruch bezwarunkowy - odruch wrodzony, zawsze ta sama odpowiedź na ten sam bodziec.

• Bodziec działający na określony receptor wyzwala odpowiedź określonego receptora

łuk odruchowy

- droga po której przebiega impuls od receptora do efektora

- łuk odruchowy skł. się z 5 elementów: receptora, drogi dośrodkowej (.................)

Receptory

• Odbiór bodźców z otaczającego środowiska. Informacja z receptorów przewodzona jest do OUN do wyspecjalizowanych pół czuciowych kory mózgu

• Każdy receptor przetwarza jedną z form energii bodźca na energię elektrochemiczną w postaci potencjałów receptora

• Mechanoreceptory - mechaniczne odkształcenia

• Chemoreceptory

• Termoreceptory

WYKŁAD 2 20.02.04

FIZJOLOGIA

Czucie i ruch - czynność układu ośrodkowego nerwowego człowieka wiąże się z 3 podstawowymi procesami:

1) odbieranie bodźców

Impulsy nerwowe są przewodzone za pośrednictwem eferentnych włókien nerwowych od receptorów do rdzenia kręgowego a następnie do kory mózgu.

W przeciwnym kierunku od kory mózgu do efektorów, włóknami nerwowymi aferentnymi impulsy nerwowe biegną w nerwach ..................... i rdzeniowych

Receptory czuciowe - komórki nerwowe, które na skutek bodźca czuciowego powodują pobudzenie komórek zmieniając ich potencjał (depolaryzacja z potencjału biernego do czynnościowego).

1. Główne receptory czuciowe to: receptory skórne, węchowe, smakowe.

2. Potencjał generacyjny spełnia rolę bodźca, który powoduje wytworzenie pot. czyn. albo wydzielenie neurotranspitera przez receptor czuciowy.

3. Informacja o bodźcu jest przenoszona do OUN, gdzie może wyzwolić odpowiedź odruchową, zmiany zachowania i/lub uświadomione odczucie.

działanie bodźca na zakończenie nerwu czuciowego.

Odkształcenie zakończenia mechanoreceptora prowadzi do starcia kanałów Na i K i depolaryzacji błony.

Wielkość potencjału generacyjnego i częstotliwość potencjału czyn. są proporcjonalne do wielkości bodźca.

Receptory:

Ciałko Pariniego (wibracje)

Ciałko Meissnera

Ciałko Ruffiniego

Tarczka Merla

Skóra zawiera receptory przystosowane do kodowania informacji o dotyku, bólu, temperaturze, wibracji i ciśnieniu.

Receptory bólu ( nowy receptor) znajdują się w wolnych zak. nerwowych .

1. Ból somatyczny

• Ból szybki - przewodzone przez szybkie włókna do stałych pól recepcyjnych w mózgu; zdolność kodowania lokalizacji bodźca

• Ból powolny - ma charakter rozpowszechnionego bólu przewlekłego, trudnego do zlokalizowania.

Czucie trzewne

• Ból zaczynający się w narządach wew odnoszony jest na skórze, ponieważ skóra jest reprezentowana w korze topograficznie a narządy wew nie

• Np. niedokrewny ból serca odnoszony jest do klatki piersiowej i ramienia.

Bóle trzewne przenoszą się na różne części ciała poprzez układ autonomiczny.

Odruchy związane z bólem (poza odruchową reakcją - cofnięcie ręki, odskoczenie) reakcje układu autonomicznego, zmobilizowanie zapasów energetycznych.

• Ból szybki - wywołuje odruch cofnięcia: reakcje sympatyczną (wzrost RR.HR)

• Ból wolny powoduje nudności, obfite poty, obniżenie RR i uogólniony spadek napięcia mięśni szkieletowych.

• Ból przewlekły - ból odczuwany długo po zniknięciu bodźca bólowego, może być wynikiem spontanicznej aktywności ośrodków bodźców w OUN.

• Drogi czuciowe prowadzą do móżdżku, wzgórza i pola czuciowego kory mózgowej.

• Miejsce, gdzie impuls czuciowy kończy swój bieg określa się centrum integracyjnym.

• Sygnały docierające do wzgórza wychodzą na poziom początku świadomości i wywołują różne doznania.

• Pierwotna kora czuciowa stymuluje sygnały

Kontrola ruchu

Mięśnie szkieletowe są kontrolowane przez impulsy przewodzone przez neurony ruchowe, które pochodzą z jednego z trzech poziomów i rdzenie kręgowego, dolnych regionów części mózgu pow. ruchowej.

Wrzecionko - nerwowo mięśniowe

• Komórki ekstrafazalne unerwione są przez duże neurony w korze zwane neuronami alfa

• Komórki infrafazalne unerwione są przez neurony gamma

• Impulsy drogą aferentną pobudzają kk ekstrafazalne i kierują je

• Rozbudzone receptory we wrzecionkach u-m na skutek rozciągania mięśnia wysyłają impulsy do neuronów ruchowych alfa w pniu mózgu lub rdzeniu

Samoregulacja napięcia mięśniowego

• W mięśniach szkieletowych występują dwa rodzaje kom mięśniowych: ekstra i infrafazalne

• Kom ekstrafazalne są skupione w pęczki i przyczepione dwoma końcami ścięgien

Bodźce krążące po „zamkniętej pętli” sprzężenia zwrotnego pomiędzy rdzeniem kręgowym a mięśniami utrzymują samoregulację napięcia mięśni.

Narządy ścięgniste Addiego są receptorami czuciowymi; otoczone torebką, są zlokalizowane na dolnym odcinku ścięgna, gdzie przechodzą przez nie małe włókna ścięgien mięśniowych. Są wrażliwe na naprężenia ścięgna mięśniowego, mają funkcję ochronną.

odruchy z układu przedsionkowego - układ równowagi

• Receptory przedsionkowe znajdują się w błędnikach

• Inf z receptorów przedsionkowych drogą nerwu przedsionkowego trafiają do jąder przedsionka znajdujących się w pniu mózgu i móżdżku

Móżdżek - reguluje koordynację ruchów, czas trwania i siłę ruchów. Jego usunięcie nie zaburza funkcji intelektualnych czy emocjonalnych ale prowadzi do głębokich zaburzeń koordynacji ruchów. Uszkodzenia różnych płatów powodują charakterystyczne zaburzenia ruchowe np. uszkodzenie części przedsionkowej prowadzi do utraty równowagi.

Zmęczenie

• Zmęczenie obwodowe - dot mięśni

• Zmęczenie ośrodkowe - zmęczenie OUN

• Zmęczenie obwodowe występuje zawsze łącznie ze zmęczeniem ośrodkowym.

Zmęczenie ośrodkowe przejawia się jako zmniejszenie wpływów zstępujących z ośrodków nadrdzeniowych na neurony rdzenia kręgowego oraz na motoneurony (jednostki ruchowe) i częstotliwość generowanych przez nie wyładowań.

Obrona ukł. ner. przed zmęczeniem

• Ukł ner przeciwdziała zmęczeniu przenosząc aktywność naprzemiennie na .................. grupy mięśni

• Podobnie podczas wysiłków ........................ w jednym mięśniu jednostki ruchowe pracują naprzemiennie

• Ukł nerwowy sterując ruchem powoduje włączenie się coraz większej liczby jednostek ruchowych, których motoreceptory generują coraz większą częstotliwość wyładowań.

Rozkojarzenie sprawności układu nerwowego powoduje skutki zmęczenia:

• przy silnym zmęczeniu rozregulowaniu ulega także czynność układu autonomicznego - różne zaburzenia czynności wegetatywnych

• zmniejszenie precyzji ruchów wskutek zmniejszania koordynacji czynności różnych mięśni

• wzrasta amplituda drżenia mięśniowego

• ograniczeniu ulega koncentracja i spostrzegawczość

Rodzaje mięśni

Mięśnie stanowią ok. 73% masy dorosłego człowieka (3 rodzaje)

1. Tk mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa (mięśnie podlegają kontroli naszej świadomości) (somatyczna).

2. Tk mięśniowa poprzecznie prążkowana serca (autonomiczna)

3. Tk. mięśniowa gładka

ad. 1 od mm - 50 cm, wielojądrzaste, widoczne prążkowanie, zależne od woli

ad. 2 kk rozgałęzione, pojedyncze jądro, widoczne prążkowanie, nie zależne od

woli

ad.3 kk wrzecionowate, pojedyncze jądro, brak prążkowania, niezależne od woli

Budowa mięśnia

kk mm tworzą pęczki, na obu końcach są przyczepione do ścięgien. Miofibryle otacza siateczka sarkoplazmmatyczna.

Komórka mięśniowa otoczona jest sarkoleminą - pobudliwą błoną komórkową. Wnętrze wypełnia sarkoplazma i włókna mięśniowe - miofibryle.

Miofibrylle są zbudowane z białek kurczliwych nazywanych miofilancentami.

Są dwa typy miofilancentów: cienki zbudowany głównie z aktyny, gruby zbudowany głównie z miozyny

SARKOMER

• Miofibrylle są podzielone na jednostki czynnościowe zwane sarkomerami.

• Sarkomery oddzielone za pomocą poprzecznie ułożonych linii granicznych 2 zbudowanych z cząsteczek białka aktyny

• Linie 2 sąsiednich miofibrylli przecinają całą szerokość mięśnia. Sarkomer obejmuje cały prążek amizotopowy i dwie połówki prążków izotopowych. Błona dzieli każdy prążek izotopowy na dwie połówki.

połączenie nerwowo-mięśniowe

• Miejscem gdzie motoneuron stymuluje kom mięś jest połączenie n-m

• Poł n-m to miejsce, gdzie końcowa część neuronu ruchowego łączy się z kom mięś.

• Mięśnie szkieletowe kurczą się w wyniku impulsu z neuronu ruchowego (motoneuronu)

Mięśnie kurczą się poprzez pobudzanie włókien.

Akson neuronu ruchowego kończy się synapsą, zawierającą pęcherzyki wypełnione neuroprzekaźnikiem Ach. Kanaliki T penetrują przestrzeń od błony kom (sarkoleminy) w głąb komórki. Zbiorniki końcowe to część retikulum magazynujących Ca++

wydzielanie acetylocholiny

• Potencjał elektryczny przenosi się z neuronu końcowego do ......... przez kanaliki T i powoduje starcie kanałów Ca

• Wapń jest wydalany ze zbiorników końcowych sarkoplazmy i dociera do aksomu końcowego

• Jony Ca powodują uaktywnienie pęcherzyków synaptycznych i zbliżenie ich do przestrzeni synaptycznej

• Ach jest uwolniona przez oxocytozę do przestrzeni synaptycznej

• Jony Ca są pompowane poza akson końcowy.

Ach - acetylocholina

• Ach łączy się z miejscem receptorowym chemicznego regulatora kanałów jonowych na płytce ruchowej. Powoduje to starcie kanałów dla infuzji jonów Na i małego wpływu jonów K

• Zmiany jonowe powołują depolaryzację płytki ruchowej

Rozprzestrzenianie się pot. czyn

• Dep płytki motorycznej wywołuje potencjał czynnościowy, który rozprzestrzenia się w głąb kom kanalikami T

• W krótkim czasie Ach dyfunduje z jej receptorów a kanały jonowe zamykają się

• Ach jest unienaczyniona przez enzym

Pod wpływem potencjału czynnościowego jony Ca++ są wywołane ze zbiorników końcowych i wnikają do cytoplazmy komórkowej.

1. Miozyna

2. Aktyna

3. Trypomizyna

4. Trypomina - każda kuleczka położona na receptorze aktywnym

5. ATP

6. Jony wapnia

Teoria ruchu ślizgowego czyli jak mięśnie kurczą się: bierze w niej udział 5 różnych cząstek oraz jony Ca++

Miozyna

• Ma kształt kija z dwoma głowami

• Głowa nazywana też mostkiem poprzecznym ma zdolność poruszania się w przód i do tyłu

• Podłużny ogon zgina się co powoduje, że głowa

Aktyna

• Zbudowana jest z dwóch skręconych śrubowo łańcuszków, każda jednostka ma specyfik miejsca wiązania miozyny

• Tropomizyna zbudowana jest z cienkich nitkowatych elementów okręconych dookoła aktyny i

Rola jonów Ca++ w procesie wiązania mostków poprzecznych.

*Jony wapnia Ca uwolnione ze zbiorników końcowych przez potencjał czynnościowy wiążą się z troponiną

*powoduje to zmianę konfiguracji tropomina - tropo miozyna, odsunięcie tropomizyny i odsłonięcie miejsc wiązania miozyny

Rola ATP w skurczu kom mięś

• ATP dostarcza energii do ruchu ślizgowego mostka pop

• Rozłączenie mostka poprzecznego miozyny z miejscem wiązania aktyny

• Aktywny transport jonów Ca do retikulum sarkoplazmatycznego

Mostek pop - poł POM włóknem miozynowym a aktynowym poprzez główkę miozyny.

WYKŁAD 3 27.02.04.

Jednostka ruchowa (motoryczna)

Komórki mięśni poprzecznie prążkowanych są unerwione przez kom nerw skupione w jądrach ruchowych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Pojedyncza komórka ner unerwia średnio od 10 do 200 kom mięś. (jednostki ruchowe małe i/lub duże).

Jednostka motoryczna jest to jedna kom ner., jej wypustka biegnie do mięśnia i wszystkie kom. mięś przez nią unerwione.

Potencjał czynnościowy jednostki ruchowej - wypadkowy potencjał elektryczny wielu włókien jednostki, rejestrowany elektrodą znajdującą się w pobliżu włókien.

Zapis czynności elektrycznej włókien mięśniowych nazywa się elektromiogramem.

Skurcz włókna mięśniowego

• Wnętrze włókna mięśniowego ma ładunek ok. -90nv

• Pobudzenie włókna mięśniowego przenosi się do wnętrza przez układ kanalików

• Dochodzi do zbiorników brzeżnych skąd wydzielane są jony Ca++

• Włókno mięśniowe reaguje na bodziec wg zasady „wszystko albo nic”

• Czas trwania pojedynczego skurczu wynosi ułamek sekundy

• Podtrzymanie skurczu wiąże się z podtrzymaniem..

Fazy skurczu mięśnia (faza utajona, skurcze, relaksacja)

• Depolaryzacja sarkoleniny Ca++ uwalnia się do cytoplazmy, mostki poprzeczne zmieniają położenie - brak widocznego skurczu

• Sarkoleniny skurczają się, szybkość zależy od masy, która ................ i rodzaju włókien mięśniowych

• Ca++ jest transportowany do zbiorników końcowych, mostki pop wracają do pozycji początkowej

Mechanizm molekularny skurczu

Natychmiast po tym, jak głowa miozyny pochyli się odrywa się od aktywnego miejsca, obraca się do jej poprzecznej pozycji i wiąże się z nowym miejscem aktywnym położonym dalej wzdłuż włókna aktyny.

Teoria ślizgu - powtarzanie wiązania i siły uderzenia powoduje przesuwanie jednego filamentu w stosunku do drugiego.

Filamentu - stąd nazwa teoria ślizgowa. Ten proces jest kontynuowany aż włókno miozyny osiągnie płytkę 2.

1. Napływ jonów Ca+ pobudzenie ekspozycji miejsc wiązania na filamencie aktyny

2. Związanie aktyny z miozyną

3. Wytworzenie energii ...... mostka pop., ruch ślizgowy filamentu cienkiego

4. Wiązanie ATP do mostka pop., co powoduje włączenie 2 aktyny

5. Hydroliza ATP, która prowadzi do odbudowy energii i powrotu do poz wyjściowej mostka pop.

6. Aktywny transport jonów Ca (ATO) z powrotem do retikulum sarkoplazmatycznego: powrót topomiozyny do poł. ..........................

Skracanie mięśnia oraz wytworzenie siły

• Stopień zachodzenia na siebie cienkich i grubych filamentów zależy od długości mięśnia

• Podczas zmian długości cienkie filamenty ............

Zakończenie skurczu mięśnia

• czynność skurczu mięśnia jest kontynuowana aż do wyczerpania wapnia

• następnie Ca++ jest ponownie pompowany do kanalików siateczki sareoplazmatycznej przez aktywną pompę wapniową, jest to proces wymagający ATP

• gdy wapń jest uzupełniany tropomina i tropomiozyna się uaktywnia

• faza rozkurczu

regulacje napięcia mięśniowego

Każdy mięsień ma napięcie spoczynkowe, gdzie ma stałe napięcie i wytrzymałość na rozciąganie zwane tonusem mięśnia spowodowane stałą asynchroniczną stymulacją

Neurony wysyłają impulsy do mięśni ruch.

Regulacja siły skurczu mięśnia

1. włączenie do skurczu (rekrutacja) odpowiedniej liczby jednostek ruchowych

2. zmiany częstotliwości wyładowań motoneuronu jednostki ruchowej

3. stopień rozciągnięcia mięśnia

ad. 1 Rekrutacja - zdolność włączania przez układ nerwowy odpowiedniej ilości jednostek motorycznych. Stymulacja dod. jednostek ruch ze zwiększeniem siły skurczu mięśnia nazywa się rekrutacją. Mała liczba uruchomionych jednostek motorycznych zwiększa precyzję ruchów, np. w mięśniach ruchowych dwa. Duże mięśnie mają dużo tych rekrutacji.

Sumowanie czasowe stymulacji.

*Sumowanie czasowe bodźców

* Dod. napływ jonów Ca++ podczas

drugiej stymulacji powoduje sumowanie skurczu.

Częstotliwość stymulacji

Mała częstotliwość

- w czasie skurczów dowolnych (chodzenie) dochodzi do skurczów tężcowych zupełnych

Zależność napięcia od rozciągnięcia mięśnia

• mięsień nierozciągnięty - filamenty cienkie zachodzą na siebie, ogranicza to ruch mostków poprzecznych - skurcz jest stosunkowo słaby

• umiarkowanie rozciągnięty - wszystkie mostki poprzeczne biorą udział w skurczu, skurcz optymalny, napięcie max

• nadmiernie rozciągnięty - cienkie filamenty prawie nie stykają się z grubymi, skurcz b słaby

Czynniki wpływające na nap mięśnia

Energia do skurczu mięśnia

• Energia z ATP jest wykorzystana do związania głowy miozyny z włóknem miozyny

• Odłączenie głowy miozyny od aktyny i powrót do pozycji relaksacyjnej

• Odprowadzenie jonów Ca do siateczki sarkoplazmatycznej

Podział włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych

Podstawą tego podziału jest czas skurczu i odporność na zmęczenie.

• Włókna wolno kurczące się odp. za wysiłki długotrwałe - długie ćwiczenie, długotrwałe wysiłki - typ I Lub So (czerwone - tlenowe)

• Włókna szybkokurczące się (białe) typ II lub F5

*odporne na zmęczenie /beztlenowe utylizacja glikogenu

*podatne na zmęczenie

UKŁAD KRĄŻENIA

Czynność bioelektryczna i mechaniczna serca

Główne funkcje układu sercowo-naczyniowego

• Dostarczanie: tlenu i substratów odżywczych

• Usuwanie - Co₂ i produktów przemiany materii

• Transport: substratów, tlenu, hormonów

• Utrzymywanie homeostazy (przepływ skórny - temperatura, PH, objętość płynów)

• Zapobieganie: infekcjom - transport przeciw ciał, krwinek białych i płytek

Układ ser. - naczyniowy : serce; system naczyń tętniczych, żylnych, mikrokrążenie, krew

Budowa serca

Przedsionki są zbiornikami krwi

• Lewy przedsionek

• Krew dopływa żyłami główną górna i główną dolna z krążenia dużego

• Prawy przedsionek

• Krew dopływa żyłami płucnego z krążenia płucnego

Komory działają jak zespół dwóch pomp

• Prawa komora - pompa objętościowa (miech)

• Lewa komora - pompa ciśnieniowa - mięśniowa/wytwarza odpowiednie ciśnienie.

Zastawki serca

• Zapobiegają cofaniu się krwi i utrzymują jeden kierunek przepływu

• Zastawki dzielą się także obj napływającej krwi na odpow. porcje

• Zastawki otwierają się i zamykają pod wpływem różnic ciśnienia pomiędzy jonami serca

Zastawka dwudzielna -

Lewa komora a aorta - zastawka aortalna

Prawa komora a tętnica płucna - zastawka płucna

Zastawka trójdzielna-

Otwierają się pod wpływem różnicy ciśnień

Przepływ krwi

Lewa komora - krew wyrzucana do aorty poprzez tętnice (krew utleniona) jest rozprowadzana do tkanek gdzie dochodzą aż do kapilarów

Kapilary tętniczekapilary żylne daje krew narządom, krew odtlenowana (niebieska) poprzez żyły do prawego przedsionka do prawej komory a później do tętnicy płucnej do płuc (krążenia małego) z płuc utlenowana krew jest odprowadzona żyłami płucnymi do L. p i L. k (krew tętnicza)

Krążenie małe (płucne)

Krążenie duże (systemowe)

Cykl hemodynamiczny serca

• Napełnienie przedsionków, skurcz przedsionków (6-7mmHg)

• Bierny napływ krwi do komór przez otwarte zastawki

• Dopełnienie objętości komór przez skurcz przedsionków

• Obj. krwi w komorach po skurczu przedsionków - obj późnoskurczowa (ok., 200ml) i ciśnienie późnorozkurczowe (0,0 mmHg)

• Skurcz komory rozpoczyna się narastaniem napięcia mięśnia bez skracania jego długości przy zamkniętych zastawkach - skurcz izowolumetryczny

• W komorach narasta ciśnienie do wartości przewyższającej ciśnienie w aorcie (>80mm Hg) i tętnicy płucnej (>10mm Hg) i osiąga ok. 120 mm Hg i 25mm HG

Faza napełnienia komór

- faza szybkiego napełniania

- faza wolnego

Faza skurczu komór

- skurcz ...............

Skurcz izometryczny

Faza rozkurczu komór

Faza rozkurczu izometrycznego

Oba przedsionki napełniają się w tym samym czasie ..................

Podstawowe wskaźniki ........modynamiczne serca

• Objętość ............... (SV): 70-100ml

• ...................................

• frakcja wyrzutowa (EF): SV/objętość późnoskurczowej 60-70%

• objętość zalegająca = objętość późnoskurczowa; 50ml

• prawo Sterlinga: energia skurczu jest proporcjonalna do początkowej długości komórek mięśnia sercowego; SV zależy od objętości późnoskurczowej

Układ bodźcowo-przewodzący serca

• węzeł zatokowo-przedsionkowy

• węzeł przedsionkowo-komorowy

• pęczek przedsionkowo-komorowy

• odnogi pęczka Hisa

• włókna Purkinjego

Potencjał spoczynkowy mięśnia sercowego - istnieje grodiant stężeń dla jonów Na (duże stężenie po zew i małe po wew stronie błony kom.); grodiant dla jonów K

samoistna spoczynkowa depolaryzacja

• cecha charakterystyczna kk układu bodźcowo-przewodzącego

• zapoczątkowana przez wolną dokomórkową dyfuzję jonów Na

• po osiągnięciu progu ok. -40mV - otwierają szybki kanał wapniowy

• Ca wchodząc do komórki powoduje szybki wzrost potencjału wnętrz kom.

• Jest to depolaryzacja komórek węzła z-p

• Pojawia się potencjał czynnościowy kom. rozrusznikowych

repolaryzacja kom. rozrusznikowych

• Repolaryzacja jest wynikiem otwarcia kanałów k i szybkiego odpływu potasu z komórek

• Pompa jonowa powoduje aktywny transport jonów Ca na zew. kom.

• Natomiast pompa Na/K powoduje aktywny transport jonów Na na zewnątrz a jonów K do wnętrza komórki (wbrew grodianowi stężeń)

• Potencjał błonowy wraca do stanu spoczynkowego

depolaryzacja komórek roboczych

Faza plotean i repolaryzacja

Potencjał błonowy

Potencjał czynnościowy mięśnia sercowego może być rejestrowany za pomocą elektrokardiografii

Budowa tętnicy: błona wewnętrzna, błona zew.

Tętnice elastyczne i aorta

• Są poddawane wysokiemu ciśnieniu tętniczemu

• Zawierają dużo włókien elastyny

• W fazie rozkurczu serca naprężają się i odbijają falę krwi do przodu, utrzymując RR na poziomie 120/80

Przepływ krwi ma charakter pulsujący: energia skurczów serca jest magazynowana w elastycznych mięśniach tętnic.

Tętnice z błoną środkową mięśniową dostarczają krew do odpowiednich narządów; zawierają mało włókien elastyny, stosunkowo gruba warstwa śr. m. gł.; naczynia ruchowe.

Naczynia tętnicze przedwłosowate (arterialne) to najmniejsze tętnice.

Naczynia włosowate:

• Jedna warstwa błony wew.

• Cienkie ściany pozwalają na wymianę różnych subst pomiędzy krwią a otaczającymi tkankami.

Fala tętna:

• Pulsujący przepływ krwi jest spowodowany obj. wyrzutową

• Fala ciśnieniowa z towarzyszącym jej odkształceniem tętnic określone jako tętno

ciśnienie naczyniowe

-

-

-

ciśnienie tętnicze skurczowe

• Najwyższe ciśnienie tętnicy w okresie max wyrzutu L.K.

• Ciśnienie skurczowe wynosi od 100 do 120 mm Hg (w spoczynku)

• Ciśnienie tętno = RR_s - RRd; jest to ciśnienie, ale odczuwasz podczas mierzenia tętna

• Załamek (fala) dykrotyczny jest spowodowane przerwaniem płynnego przepływu krwi wskutek zamknięcia zastawki aortowej

ciśnienie tętnicze rozkurczowe

• Ciśnienie tętnicze rozkurczowe jest to najniższe ciśnienie w tętnicy - wyst w okresie rozkurczu izowolumetrycznego, przed otworzeniem zastawki aorty

• Wynosi ok. 80 mm Hg

ciśnienie tętnicze

- HAP=RRd +1/3 ciśnienia tętna

- śr ciśnienie tętnicze jest to siła z jaką krew dostarczona jest do tkanek

cechy fizjologiczne serca

- cnotropizm - siła skurczów

- chronotropizm - częstość skurczów

- chromotropizm - przewodzenie

- batmotropizm - pobudliwość

Regulacja krążenia krwi

• 2 efektory: mięsień sercowy i m gładkie w naczyniach tętniczych

• każdy z efektorów ma własne ośrodki kontrolujące: ośrodek sercowy i ośrodek naczyniowy

• ośrodek przyśpieszający pracę serca - znajduje się w rogach bocznych rdzenia kręgowego Th1-Th5 - włókna wspólnie uwalniające Na

• ośrodek zwalniający pracę serca znajduje się w rdzeniu przedłużonym, uwalniając Ach; układ przywspółczulny znajduje się w stałej przewadze.

Regulacja krążenia centralna i obwodowa

Światło małych tętniczek jest regulowane na drodze:

• nerwowej przez ośrodek naczynioworuchowy

• hormonalnej, szczególnie przez układ RAA

• miejscowo na drodze odruchowej oraz przez czynniki naczyniowo rozszerzające i naczyniowo zwężające

Ośrodek naczynioworuchowy położony z rdzeniem przedłużonym składa się z części:

- .............. zwężającej naczynia

-

Ciśnienie hydrostatyczne jest wynikiem działania siły ciężkości krwi na układ naczyniowy, jest proporcjonalne do np. słupa krwi, gęstości i stałej grawitacyjnej.

ciśnienie hydrostatyczne krwi

mechanizmy odruchowe regulujące ciśnienie

1. mechanizm natychmiastowy - odruch z baroreceptorów tętniczych: zmiany średnicy naczyń: HR i kurczliwości m sercowego.

-

mechanizmy odruchowe regulujące podwyższone cieśn.. tęt.

Nagle obniżenie RR zmniejsza impulsację z baroreceptorów naczyniowych do mózgu. Następuje zmniejszenie napięcia ukł przywspółczulnego i wzrost napięcia

Obwodowa regulacja ciśnienia tętniczego - całkowity opór naczyniowy, obejmuje wszystkie naczynia krążenia dużego i decydujące znaczenia mają naczynia oporowe, czyli małe tętniczki.

średnia naczynia

Lepkość krwi i całkowita długość naczyń. Większa lepkość krwi - większy opór, większe ciśnienie niezbędne do przepływu

-

- zwiększenie całkowitej długości naczyń powoduje wzrost oporu i ciśnienia

Elastyczność naczyń. Zmiany miażdżycowe powodują mniejszą elastyczność tętnic, mniejsze ich rozszerzenie w konsekwencji wzrost ciśnienia.

Większa objętość krwi powoduje wyższe ciśnienie

Objętość minutowa wpływa na ciśnienie krwi

• zwolnienie rytmu serca spowodowane pobudzeniem n błędnego zm Co i RR

• pobudzenie ukł współczulnego zwiększa HR, Co i RR

• wzrost SV zwiększa Co RR i odwrotnie

autoregulacja przepływu krwi

rola naczyń oporowych - czynność można porównać do czynności kurków, które regulują dopływ krwi

przepływ kapilarny

- regulowany przez miejscowe czynniki fiz i chem

- otwierają się (przepływ się zwiększa) pod wpływem niedoboru O₂, nadmiaru CO₂, niskiego pH, niedoboru skł odżywczych

Większe ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach niż w tkankach jest równoważone przez wyższe ciśnienie onkotyczne w kapilarach (zależne głównie od zawartości białek).

W tkankach jest stosunkowo mało płynu, gdyż odpływa on kapilarami limfatycznymi (drenaż tkanek)

całkowity obwodowy opór naczyniowy

Czynność naczyń oporowych w krążeniu dużym reguluje dopływ krwi do tkanek i narządów

- przekrwienie - naczynia oporowe całkowicie rozszerzone : filtracja

humoralny mechanizm regulacji ciśnienia tętniczego

układ renina - angiotensyna - aldosteron (R-A-A)

mechanizm działania Aldosteronu

-

-

Wpływ osmodarności krwi na ciśnienie tętnicze

WYKŁAD 5 12.03.04

Szpik kostny wypełnia istotę gąbczastą kości płaskich, mostek, żebra, kości biodrowe, .......... kręgów oraz jamy szpikowe.

-

wszystkie krwinki pochodzą z jednej.

Erytocyt - dojrzały jest komórka pozbawioną jądra oraz wielu organelli, co jest związane z jego wysoką specjalizacją w przewodzeniu tlenu.

Ma kształt drugiego dwuwklęsłego dysku, co jest podstawą dużej jego odkształtności.

Może przeciskać się przez naczynia włosowate o średnicy 5-7 µm. we krwi obok postaci dojrzałej (eurotocytów) występuje (0,5-1,5%) postaci niedojrzałych .........

Powstaje z komórek macierzystych poprzez różne formy erytoblastów, tworzą się relikulocyty, które stanowią ... rezerwową eurytocytów w szpiku.

Cykl rozwojowy erytocyta trwa 5 dni.

Czynnikiem wzrostowym pobudzającym erytropoezę jest erytopoetyna.

Żyją około 120 dni. Niszczenie odbywa się w układzie siateczkowo-............., w śledzionie i wątrobie.

Globina jest rozkładana na aminokwasy. Tlen jest zamieniany na biliwerdynę, odczepione atomy Fe++ powracają do osocza krwi.

Biliwerdyna metabolizowana jest do bilirubiny.

Hemoglobina jest zbudowana z białka globiny, skł się z 4 łańcuchów polipeptydowych: 4 cząsteczek hemu.

Tlen zawiera atom żelaza dwuwartościowego (Fe++), który wiąże się z jedną cząsteczką tlenu. Proces przyłączenia tlenu nazywa się utlenianiem - powstaje desyhemoglobina - HbO₂

zawartość tlenu we krwi - max objętość O₂ wiązanego przez 1,0g Hg wynosi 1,31 ml - jest to pojemność tlenowa krwi.

Objętość O₂ rozpuszczona w osoczu zależy od pO₂ we krwi. Zawartość tlenu jest to całkowita objętość tlenu, transportowanego przez krew.

Wysycenie hemoglobiny tlenem zależy od:

- prężności tlenu

- temp krwi

- prężności CO₂ (pCO₂)

- stężenia jonów wodorowych (?)

Krzywa dysocjacji hemoglobiny - graficzny obraz pokazujący zdolność wiązania tlenu przez hemoglobinę i przez oddawanie.

Strefa wiązania (saturacji) krzywej dyspozycji HbO₂ ma przebieg typu plotean.

Prężność O₂ we krwi tętniczej na poziomie ........... wynosi 85-100mm Hg; Hb jest wysycona w 96-98%. W fazie plateau nawet znacznie obniżenie prężności O₂ nie powoduje istotnego zmniejszania wiązania tlenu (jest to okres bezpieczeństwa)

Strefa „oddawania” jest odcinkiem o dużym kącie nachylenia krzywej, rozpoczyna się od 60mm HgO₂

Powinnictwo Hb do tlenu - zależność od temp, pCo₂ i pH

Gradient prężności O₂ na poziomie mikrokrążenia

pO₂ na poziomie tkanek jest niska - powstaje gradient prężności O₂ między naczyniami włosowatymi a tkankami. Jest on napędową dyfuzji O₂ do kom. - im większa dyfuzja tlenu do tkanek, tym niższa prężność O₂ we krwi naczyń włosowatych. W mieszanej krwi żylnej (prawa komora t płucna) pO₂ wynosi 04.40mmHg

Transport CO₂

CO₂ konkuruje z O₂ przy wiązaniu z Hb; ma dz 200 x większe powinnictwo do Hb

Prężność CO₂ w dystalnym odcinku naczyń włosowatych i we krwi żylnej jest wyższa o 5 - 6 mmHg w porównaniu z krwią tętniczną.

CO₂ jest transportowny w postaci;

• CO₂ fizycznie rozproszony w osoczu ok. 5%

• Karbaminohemoglobina, ok. 5%

• Wodorowęglany HCO₃ ok.90% całkowitej ilości CO₂

Główne grupy krwi (A, B, AB, O) - utworzono na podst występowania antygenów grupowych.

Antygeny grupowe A, B, O wys w otoczce erytrocytów.

Grupa krwi A antygen A, w osoczu występuje przeciwciało anty-B (lub beta)

Grupa B antygen B - przeciwciało anty-A

Grupa AB antygen AB - nie wyst p-ciało

Grupa O nie ma antygenu - p-ciała anty A i anty B

Grupy układu Rh

Rh+ w otoczkach erytrocytów antygen D

Rh- brak antygenu

Konflikt serologiczny poprzetoczeniowy i/lub pomiędzy Rh- matki i Rh+ płodu

W czasie pierwszej ciąży może dojść do powstania p-ciał anty D u matki. W czasie następnej ciąży U Rh dodatniego płodu może dochodzić do niszczenia krwinek przez izoprzeciwciała anty-D matki

Leukocyty (krwinki białe)

• granulocyty

* nekrofile - obojętno chłonne

* eozyrofile - kwaso chłonne

* bazofile - zasado chłonne

• limfocyty

• monocyty

granulocyty - zdolność przemieszczania się, degranulacji, fagocytozy

• Utrzymują równowagę pomiędzy organizmem a drobnoustrojami

• Wychodzą z łożyska naczyniowego, gromadzą się w ogniskach zapalnych ciał obcych, bakterii.

- eozyrofile w war fizjologicznych inaktywują substancję wywołujące odczyn zapalny, wykazują reakcję obronną w stosunku do pasożytów

- bazofile - uczestniczą w reakcjach anafilaktycznych, ich degranulacja powoduje uwalnianie ..........., histaminy, LTC, interlekiny; wys podobieństwo z frakcją kk tucznych

limfocyty pochodzą z różnych tkanek i narządów: ze szpiku kostnego czerwonego......, węzłów chłonnych, śledziony, grudek chłonnych. Wymienione narządy wraz z naczyniami chłonnymi i krwionośnymi tworzą ukł limfatyczny

-T- grasicznozależne

-B- szpikozależne

-NK- ........... niszczyciele

Monocyty - po przejściu z krwi do tkanek stają się ............... i wykazują zróżnicowane funkcje

Trombocyty - uczestniczą w homeostazie. W miejscu uszkodzenia śródbłonka naczyniowego przylepiają się do białek warstwy podśródbłonkowej i tworzą .......... z trombocytów uwalniane są tromboksany i ....................

Osocze krwi

białka osocza krwi - elektroforeza

1 - albuminy (55,1%)

2 - globuliny (38,4%)

3 - fibrynogen (6,5%)

ad. 1 - ich zasadniczą funkcją jest wiązanie wody, wywierają ciśnienie onkotyczne, zatrzymują wody w łożysku naczyniowym

ad. 2 - nukroproteidy i glikoproteiny

- lipoproteiny - połączenie z lipidami

- gamma-globuliny

Krzepnięcie krwi 3 etapy

I - reakcja naczyniowa

II - wytworzenie skrzepu

III - fibrynoliza

Reakcja naczyniowa

• Skurcz, zwężenie uszkodzonego odcinka naczynia na drodze odruchu nerwowego

• Adhezja płytek do odsłoniętych białek adhezyjnych (głównie kolagenu), tworzenie czopu płytkowego i reakcja uwalniania

Wytworzenie skrzepu

Wewnątrz pochodny mechanizm krzepnięcia ujawnia się, gdy krew zetknie się z uszkodzonym śródbłonkiem

• Następuje .............cz. XII(cz. Hagemana) i poprzez aktywacje kolejnych czynników następuje aktywacja protrombiny w trubię

• W obecności trombiny i jonów Ca++ następuje aktywacja fibrynogenu w fibrynę (skrzep)

Protrombina - nieczynna

Trombina - czynna

* Zewnątrz naczyniowy mechanizm krzepnięcia

Po wytworzeniu się skrzepu dochodzi do jego reakcji; włókienka fibryny skracają się i wyciskają ze skrzepu osocze

Fibrynoliza - rozpuszczenie

UKŁAD ODDECHOWY

wentylacja płuc

narządy ukł oddechowego

• Przewody nosowe

• Jama ustna

• Krtań

• Tchawica

• Oskrzela główne

• Płuca

• Przepona

• Opłucna trzewna i opłucna ścienna zamykają każde płuco w osobnym worku

• Jama opłucnowa jest wypełniona płynem spełniającym role smaru

drzewo oskrzelowe

Tchawica i oskrzela maja elementy z chrząstki utrzymujące otwarty przepływ powietrza.

Ściany oskrzelików są otoczone mm gładkimi - regulującymi wentylacje.

Od jamy nosowej do oskrzelików końcowych jest przestrzeń wentylacyjna.

Podczas przepływu przez tę przestrzeń powietrze jest nawilżone, ogrzewane i filtrowane.

strefa oddechowa - pęcherzyki płucne są końcową częścia strefy oddechowej. Tu następuje wymiana gazowa:

O₂ z powietrza oddechowego dyfunduje je do krwi

CO₂ z krwi dyfunduje do powietrza pęcherzykowe

WYKŁAD 6 19.03.04

Budowa pęcherzyka płucnego

Ściana pęcherzyków płucnych jest zbudowana z poj warstwy nabłonka łuskowatego. Gazy przenikają swobodnie przez ścianę pęcherzyka.

Wentylacja płucna

Podczas spokojnego wdechu, przepona i zew mm międzyżebrowe kurczą się - zwiększa się objętość i zmniejsza ciśnienie w jamie klatki piersiowej i w płucach; jest to proces czynny.

Spokojny wydech jest procesem biernym; mięśnie przepony i międzyżebrowe rozkurczają się - elastyczne płuca i klatka piersiowa wracają do objętości spoczynkowej - objętość zmniejsza się, ciśnienie wzrasta.

Prawo Boyle'a : ciśnienie gazu jest odwrotnie proporcjonalne do jego objętości.

Głęboki wdech i wydech

Wydech aktem czynnym. Mięśnie oddechowe działają.

Zmiany ciśnienia wewnątrzpłucnego

Ciśnienie wew pęcherzyków płucnych jest równe atmosferycznemu w fazie pomiędzy wdechem i wydechem.

Podczas wdechu ciśnienie obniża się. Podczas wydechu wzrasta. Ciśnienie w jamie opłucnej jest stale ujemne i działa jak ssak, utrzymując płuca rozprężone.

Odma płucna

W przypadku uszkodzenia opłucnej i wzrostu ciśnienia w jamie opłucnowej dochodzi do odmy płucnej.

Dodatnie ciśnienie w jamie opłucnowej wywiera nacisk na płuca

WDECH

• Kurczy się przepona i mm międzyżebrowe zew.

• Obj jamy klatki piersiowej zwiększa się

• Ciś w jamie opłucnej obniża się

• Płuca rozprężają się

• Ciśnienie wewnątrzpłucne staje się ujemne

• Pow wpływa do płuc

WYDECH

• Przepona i mm międzyżebrowe rozkurczają się

• Objętość klatki piersiowej zmniejsza się

• Ciś w jamie opłucnowej jest mniej ujemne

• Płuca kurczą się

• pow wypływa z płuc

Inne czynniki mające wpływ na wentylację

1. Opór dla przepływu powietrza

• Wzrasta podczas skurczu oskrzelików; przepływ = ciśnienie pow./opór

• W zdrowych płucach opór dla przepływającego pow jest niski

• Pobudzenie układu przywspółczulnego (Ach) powoduje skurcz

• Histamina (reakcja alergiczna) zwęża oskrzela

• Adrenalina (stres, wysiłek) rozszerza oskrzela

2. Podatność płuc

• Rozciągliwość włókien elastycznych w płucach

Spirometria

Pojemność płuc

Poj zalegająca czynnościowa (FRYC) składa się z objętości zapasowej wydechowej (ERV) oraz z objętości zalegającej (RV). Obj zalegająca obejmuje pow znajdujące się w pęcherzykach płucnych i przewodach pęcherzykowych.

Wentylacja płuc

Ciśnienie parcjalne gazów

Pow atmosferyczne jest mieszaniną 3 gazów + para wodna (tlen, Co₂, N₂, H₂O)

Każdy z gazów wywiera ciśnienie (parcjalne), które wynosi 760 mm Hg na poz morza.

Udział ciśnienia cząstkowego każdego z gazów jest proporcjonalny do jego zawartości procentowej, suma ciśnień parcjalnych gazów daje ciśnienie całkowite mieszaniny - prawo Daltona

zawartość gazów w płynach

Ilość gazów rozpuszczonych w płynach jest zależna od ciśnienia cząstkowego oraz rozpuszczalności gazu (prawo Henry'ego). Przy wzroście ciśnienia cząstkowego większa ilość gazu rozprasza się.....

Wymiana gazów oddechowych

- oddychanie zew.

* CO₂ dyfunduje z kapilarów płucnych do pęcherzyków

* O₂ dyfunduje z pęcherzyków do krwi kapilarnej

- oddychanie wew.

*

*

Ciśnienie gazów pęcherzykowych

Ciśnienie parcjalne gazów w pęcherzykach płucnych różni się od atm. , z powodu większej wilgotności (pH₂O ↑), wymiany gazowej przez błonę pęcherzykową i mieszania się powietrza wdechowego z zalęgającym (CO₂ ↑, pO₂)

Oddychanie zewnętrzne!

* CO₂ dyfunduje z kapilarów do pęcherzyków aż do osiągnięcia wyrównania ciśnień

* O₂ dyfunduje z pęcherzyków do krwi tym szybciej im wyższa jest różnica stężeń

Oddychanie wewnętrzne

* CO₂ jest b dobrze rozpuszczalny we krwi, co powoduje, że mimo małej różnicy ciśnień dyfunduje z krwi do pęcherzyków

* O₂ jest rozpuszczalny gorzej, co wymaga większej różnicy ciśnień dla jego dyfuzji (prawo Henry'ego)

Ograniczenie wentylacji pęcherzyków

Oddychanie wew:

Sprawność oddychania wew zależy od:

- wielkości pow wymiany

- gradientów ciśnień cząstkowych gazów

- szybkości przepływu krwi (np. przemiany materii)

Transport tlenu

Wypychanie Hb przy niskim pO₂

W zdrowych płucach wysycenie Hb tlenem wynosi 98% na po. Morza

W górach wysycenie Hb jest prawie pełne

W spoczynku pO₂ w tkankach wynosi ok. 40 mm Hg

Podczas wysiłku fizycznego pO₂ w tkankach zmniejsza się do ok. 20mmHg. Stan ten sprzyja większemu oddawaniu O₂ z Hb do pracujących mięśni.

Czynniki wpływające na dysocjację HbO₂

Wysiłek fizyczny pH w tkankach, tem. ↑, p CO₂ ↑, DPG ↑ - czynniki te zmniejszają powinowactwo Hb do O₂ i sprzyjają O₂ w pracujących mięśniach.

Efekt ten określa się jako przesunięcie krzywej dysocjacji w prawo

DPG - 2,3 difosfoglicerynian produkowany w E w war niedotlenienia

Podczas wysiłku krew oddaje tlen tkankom lepiej. Na wys odwrotna reakcja. Łatwiejsze wiązanie tlenu.

Wpływ temperatury na dysocjację HbO₂

Niska temperatura zwiększa powinowactwo Hb do O₂ i powoduje górne oddawanie tlenu w pracujących tkankach.

Transport CO₂ - krew

7% CO₂ jest transportowane w postaci rozpuszczonej w surowicy a 93% przenoszona jest przez eurocyty

Hb + CO₂ = H₂CO₃ H₂CO₃^- + H⁺ obniżenie pH i zakwaszenie

Transport CO₂ - tkanki

70% CO₂ jest przenoszone

Transport CO₂ - płuca - reakcja przebiega w odwrotnym kierunku

H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^-

H + HCO₃→ H₂CO₃

Pod wpływem ................ dwuwęglowej H₂CO₃→ H₂O + CO₂

Kontrola oddychania (3 komponenty)

- receptory

- ośrodki kontroli

- efektory

podstawową rolę odgrywają czynniki chemiczne (pCO₂, pO₂ i pH) oddziałujące na chemoreceptory

chemoreceptory

↓

receptory centr. (ośrodki oddechowe)

↓

receptory mięśni. (mięśnie oddechowe)

↓

wentylacja (odpowiedni poziom wentylacji)

ośrodek wdechowy (podstawowy rytm oddechowy jest w rdzeniu przedłużonym)

Automatyzm oddechowy (ośrodek wdechowy wysyła impulsy nerwowe (przez 2 s) wzdłuż nerwu przeponowego do przepony i przez nn międzyżebrowe do mm międzyżebrowych zewn. Skurcz mm wdechowych wywołuje wdech.

Następnie ośrodek oddechowy nie wysyła impulsów przez kolejne 3 s. mm oddechowe rozkurczają się, następuje wydech. Taki rytm automatyczny wywołuje 12-15 oddechów / min.

Kontrola wydechu - ośrodek wydechowy w rdzeniu przedłużonym wymusza wydech, stymulując mm międzyżebrowe i brzuszne.

lokalizacja chemoreceptorów

- centralne (rejon rdzenia przedłużonego) połączenie z ośrodkami oddechowymi, wrażliwe na CO₂

- obwodowe (rejon łuku aorty, tętnicy szyjnej, zatoka szyjna) wrażliwe na zm ciśnienie parcjalne O₂.

Są to zakończenia nerwowe - odbierają bodźce chem są wrażliwe na ciś parcjalne tlenu i CO₂, ciś krwi.

Regulacja oddychania poprzez chemoreceptory centralne - reagują na podwyższony pCO₂ w tętnicach.

WYKŁAD 7. 26.03.04

Hormony - substancje chemiczne wytwarzane i wydzielane przez wyspecjalizowane komórki i gruczoły wywierające wpływ na kom docelowe posiadające swoiste ........

3 mechanizmy działania hormonów

1. Działanie na kom przez które zostały wydzielone - działanie autokrynne

2. Działanie na kom sąsiedzkie - działanie parakrynne

3. Działanie na kom odległe, przenoszone przez układ krwionośny - działanie endokrynne.

Podwzgórze (hormon wzrostu)

Przysadka

Tarczyca

Przytarczyca

Trzustka (insulina, glikogen)

Nadnercza (aldosteron, ............)

Jajniki (progesteron)

Jądro (testosteron)

Budowa chemiczna hormonów (pochodne ze względu na ):

1. ................

2. cholesterol

3. białka

większość jest pochodzenia białkowego.

Inne narządy wewnątrzwydalnicze

• serce: przedsionkowy peptyd natriuretyczny (ANP) hormon, który reaguje na obj krwi dop do przedsionka (gdy dużo krwi to wydziela się hormon i oddziałuje na nerki, przez co wydziela się więcej moczu i sodu

• nerki: remina

• wątroba: hydroksycholekalcyferol (można sobie dozować)

• szyszynka: melatolina

• skóra: karcyferol (witamina D₃)

• przewód pokarmowy: gastryna, cholocystokinina, sekretyna, wazoaktywny peptyd jelitowy.

Kontrola wydzielania dokrewnego

* Czynność wydzielania wew podlega regulacji:

1. nerwowej: autonomiczny układ nerwowy

2. hormonalnej: hormony tropowe przysadki

3. metabolicznej: glukoza↑→ insulina↑→ glukagon↓

* Większość hormonów jest wydzielana nie w sposób ciągły a np. pulsacyjny (hormony przysadki, insulina)

* wydzielanie wielu hormonów podlega rytmom okołodobowym

* wydzielanie hormonów zmienia się także w zależności od wieku

Systemy kontroli hormonalnej - podstawowym mechanizmem kontroli syntezy i wydzielania hormonów jest sprężenie zwrotne. Wydzielany hormon działa na kom docelową, wzrost wydzielania substancji.

Podwzgórze - centrum przetwarzania docierających do mózgu bodźców

Gruczoł tarczowy

• dwupłatowy gruczoł poniżej krtani, bardzo obficie unaczyniony

• jednostka funkcjonalna - pęcherzyk tarczycy - zawiera koloid

• wydzielanie hormonów tarczycy stymulowane przez hormon tereotroiny przypadki -TSH

* niedoczynność (senność, ociężałość, wolne tętno, suchość skóry)

* nadczynność (wielki niepokój, bezsenność, nerwowość, kołatanie serca, duży apetyt)

• wpływają na wiele funkcji

• silny wpływ na przemianę materii

• zwiększenie zużycia tlenu i wydzielanie ciepła

• nadmiar ma działanie kataboliczne - rozpad białek

• zwiększają poziom glukozy kwasów tłuszczowych

• niezbędne do funkcjonowania ukł nerwowego.

Regulacja wapnia - hormon przytarczycy, 3 poziomy regulacji

Parathormon (wydzielany przez małe hormony przytarczycy)

Kalcytomina (hamuje wydzielanie wapnia z kości)

Witamina D₃ (dostarczana drogą pokarmową, na bazie cholesterolu)

Nadnercza (zbudowane z części korowej i rdzenia) 3 warstwy:

- kłębkowatej

- pasmowatej

- siateczkowatej

Glikokartykoidy - kortyzon - wpływ na gospodarkę węglowodanową

Trzustka - wydziela glukogen (α), insulinę (β) somalastynę (γ)

Insulina - wywiera wpływ na obniżenie cukrów we krwi

• węglowodany: ułatwia transport glukozy do kom., obniża stężenie glukozy we krwi

• tłuszcze: zwiększa litogenezę, zwłaszcza triglicerydów w tkance tłuszczowej, hamuje aktywność lipowy liporotrinowej

• białka - nasila syntezę i hamuje rozkład

* glukagon - podwyższenie cukrów we krwi

Gruczoły płciowe (testosteron, estrogen)

• na różnicowanie płci wpływają czynniki genetyczne i hormonalne

• płeć męską determinuje obecność chromosomów Y, żeńską X

• czynnik genetyczny warunkuje zróżnicowania pierwotne

* Gonady płciowe

• jajniki - żeńskie (estrodiol i progesteron)

• jądra - męskie (testosteron, androsterudion, inlibina)

Czynność jąder i jajników jest kontrolowana przez gomadotropiny przypadkowe

* Estrogen (dojrzewanie - odp wzrost gruczołów macicy, rozmieszczenie tłuszczu, odpowiedni okres wzrostu kości, wpływ na osobowość - poczucie kobiecości)

miesiączkowanie - wydzielanie śluzu szyjkowego, działanie na hormon (litropozy)

ciążą - wpływ na wzrost i zwiększenie objętości gruczołów mlecznych, wrażliwość macicy na ..................... ,skurcze macicy - duża rola podczas porodu.

Progesteron - (wzrost ciepłoty ciała, wydzielanie śluzu szyjkowego, ciąża - hamuje czynność skurczania macicy, wzrost pęcherzyków w gruczołach piersiowych, w tkankach stymulacja do estronu)

Homeostaza - płyn zew i wew komórkowy różnią się składem

* Osmoza

A. Woda przepływa z roztworu o niższym stężeniu osmotycznym do roztworu o wyższym stężeniu.

B.

C.

Wydalanie wody przez nerki

• parowanie 500ml przez skórę

• przez płuca 300ml

• nerki od 0,5 do 10l na dobę, średnio 1,5l

• u osoby dorosłej ilość wydalanej wody wynosi ok. 2,5l, 3-4% masy ciała.

WYKŁAD 8. 02.04.04

Zakres fizjologii wysiłku i sportu

Fizjologia wysiłku została wyodrębniona z fizjologii biologii, anatomii

• jest nauką o funkcjonowaniu i adaptacji naszego ciała poddanego ostrej i przewlekłej ekspozycji na wysiłek fizyczny

• fizjologia sportu - zastosowanie fizjologii do treningu

• fizjologia wysiłku jest stosowana w edukacji: badaniach naukowych różnych dziedzin nauk biologicznych

Wysiłek fizyczny jest to praca mięśni szkieletowych, której wynikiem jest wykorzystanie pracy zew oraz ze wszystkimi towarzyszącymi jej zmianami w organizmie

Homeostaza - stan równowagi funkcji wew, wys zwykle w spoczynku bez obciążenia, kiedy organizm jest bardzo dobrze dostosowany do zew środowiska istotne jest:

a)

b) szybkość z jaką stan homeostazy jest osiągany po zakłóceniu

System kontroli biologicznej org.

• czynnościowe jednostki organizmu, których funkcja utrzymuje homeostazę: receptory zintegrowane ośrodki kontroli i mechanizmy efektorowe

Praca - jest to siła działająca na pewnym dystansie (przesunięcie ciężaru na pewnym odcinku drogi)

W = FxS

Jednostki pracy: dżul (J), kaloria (kcal)

Moc - praca wykonana w jednostce czasu: produkt siły i szybkości ruchu

Moc = (siła x odległość) czas

1J w czasie 1s daje moc 1 Wat (W) możliwość przemieszczania jakiegoś ciężaru lub własnego ciała zależy od naszej siły a ........... moc zależy od ....

Siła - zdolność do wykonywania pracy (N) 1N = kg x m x S²

- maksymalne napięcie mięśnia lub grupy mięśni może generować maksymalną siłę

Rodzaje skurczu mięśni

• skurcz izotoniczny - zmiana długości mięśnia

izometryczny - bez zmiany długości

• skurcz koncentryczny - skrócenie włókien mięśniowych

ekscentryczny - wydłużenie włókien mięśniowych, większa siła niż

koncentryczny

Wydolność fizyczna - oznacza zdolność organizmu do wysiłków fizycznych z tolerancją zaburzeń homeostazy wewnątrzustrojowej wywołanej wysiłkiem oraz zdolnością do szybkiej ich likwidacji po zakończeniu wysiłku.

• Może być oceniana przez max liczbę powtórzeń na poziomie jednorazowego maksymalnego wysiłku

• Jeśli siła mięśniowa pozwoli ci wycisnąć 200 funtów to twoja wydolność będzie oceniana jako 150 funtów

Wydolność fizyczna

• Wydolność tlenowa - zdolność pokrywania zapotrzebowania energetycznego pracujących mięśni przez procesy tlenowe

• Wydolność beztlenowa - maksymalna ilość energii możliwa do uzyskania w procesach beztlenowych

• Wytrzymałość - zdolność do wykonania długotrwałego wysiłku o dużej intensywności

Wydolność fiz sportowca

• W wysiłkach krótkotrwałych o mocy max dominuje energetyka beztlenowa

• W wysiłkach długotrwałych (wytrzymałościowych) dominuje energetyka tlenowa

• Zdolność do wys fiz w szerokich zakresach intensywności i czasu trwania wysiłków fiz - od krótkotrwałych prób wysiłkowych o mocy max aż do wys wielogodzinnych o dużej lub umiarkowanej intensywności.

wydolność - składa się siła mięśni, moc mięśni, wytrzymałość układu krążenia i oddechowego, elastyczność, skład ciała i zwinność

Trening fiz - powtarzanie wysiłku fiz w celu poprawienia wyd fiz.

Ostra adaptacja - natychmiastowa odpowiedź na wysiłek fiz organizmu ludzkiego.

Adaptacja przewlekła - może obejmować dni (np. zwiększenie zdolności pochłaniania tlenu) lub tygodnie (np. zwiększenie masy mięśniowej)

Fizjologiczna klasyfikacja wysiłku fiz.

1. Wysiłki dynamiczne - wykorzystywane z przeważającym udziałem skurczów izotonicznych

2. Wysiłki statyczne - dominujące są skurcze izometryczne

od. 1 - marsz, bieg, pływanie, rower. Wysiłki dyn o małej i umiarkowanej intensywności są najlepiej tolerowanym obciążeniem dla układu krążenia i oddechowego.

Są zalecane w treningu zdrowotnym, zarówno w profilaktyce chorób cywilizacyjnych jak i w leczeniu wielu chorób.

od. 2 - w praktyce rzadko wys czyste skurcze izometryczne np. dźwiganie, zapasy. Wysiłek fiz statyczny jest większym obciążeniem dla układu krążenia i ukł oddechowego niż dynamiczny.

czas trwania wysiłku

- krótkotrwałe < 30

- wysiłki średnie 30-60

- długotrwałe > 60

od grup mięśniowych

- wysiłki ......... mniej niż 30% całej masy mięśni

- wysiłki ogólne > 30% masy mięśni

Intensywnośc wykonywanej pracy

• Obciążenie względne - procentowe określenie intensywności wysiłku w stosunku do możliwości max (%VO₂ max cz % HR max)

• Ob. Bezwzględne - ilość energii wydatkowanej przez organizm w jednostce czasu, czyli moc.

od procesów energetycznych zach w pracujących mięśniach

- wysiłki beztlenowe - anaarobowe

- wysiłki tlenowe - aerobowe

- mieszane

Fizjologia klasyfikacji wysiłków fiz ze względu na wielkość pobieranego tlenu.

• Submaxymalne - zapotrzebowanie na tlen mniejsze niż indywidualna wartość VO₂ max

• Maxymalne - zapotrzebowanie na tlen jest równe indywidualnej wartości VO₂ max

• Supramaxymalne - zapotrzebowanie na tlen przekracza max zdolność pochłaniania tlenu (VO₂ max).

Intensywność i czas trwania wysiłku są odwrotnie proporcjonalne

* intensywnośc wysiłku można opisać przez:

- % VO₂ max

- % HR max

* ilość wydatkowanych kalorii w czasie (moc)

* obciążenie w kgm/min lub moc w watach

* próg przemian beztlenowych (poziom kwasu mlekowego)

* jako iloczyn spoczynkowej przemiany materii (5MET)

1 MET - jednostka standardowa odpowiadająca zużyciu 3,5 ml tlenu na kg masy ciała

intensywnośc wysiłku

HR max oblicza się odejmując od 220 wiek badanego, dla 20 letniej osoby HR max = 200 ud/min, a intensywność wysiłku submaksymalnego 75% HR max

objętość wysiłku - równa się całemu wydatkowi energetycznemu, czyli jest iloczynem intensywności i czasu trwania wysiłku

steady state - jest stanem, w którym funkcje organizmu osiągnęły dynamiczną równowagę na nowym poziomie np. podczas wysiłku o małej intensywności wzrasta transport tlenu i metabolizm w mięśniach.

W czasie kilku minut organizm osiąga stan równowagi w konsumpcji tlenu i procesach fizjologicznych wspomagających adaptacje do wysiłku.

ENERGETYKA WYSIŁKU

- źródla energii

- produkcja ATP

- energetyka wysiłku

Energia - jednostka jest kaloria (kcal)

Źródła energii do pracy mięśniowej

Adenozynotrójfosoran (ATP) jest podstawowym źródłem energii

ATP wys we wszystkich żywych kom i zasila procesy

Jest dużą cząsteczką skł się z adenozyny i cukru prostego, rybozy i 3 grup fosforanowych. Energia zawarta w wiązaniach wewnątrzcząsteczkowych jest wydzielana po odłączeniu 1 grupy PO₃ - w ilości 17 lcal/MOL

ATP - ....

ATP ADP + Pi = energia (Δ G = + 14 kcal/M

kinoza Δ Go = 7,3 kcal)

kreotynoza

z 14 kcal/md energii uwalnianej z rozpadu każdego wiązania ATP tylko 7,3 kcal jest to energia wolna, która może być wykorzystywana przez komórki

PC + ADP + H ATP + C (Δ G = O kcal/M)

Źródła chemicznej energii dla resyntezy ATP

* ATP i Fosfokreatyna (PC) - są objęte wspólną nazwą fosfogenów

* Glikogen - glikoliza beztlenowa (rozpad glikogenu do kw pirogronowego I kw mlekowego); do 60 sek

* Węglowodory - fosforyzacja oksydatyna (tlenowa)

* Tłuszcze - fosforyzacja oksydatyna (betaoksydacja)

Węglowodany i tłuszcze

w spoczynku: spożyte węglowodany są przetworzone w wątrobie wątrobie glikogen, który stanowi postać magazynowania energii I ulega przemianie do glikozy

Tłuszcze są znacznie większym magazynem energii.

Białka

• Proces przemiany tłuszczów i/lub białek do glukozy nazywa się glikoneogenezą

• Białka mogą być także przekazane do ukł

• Białka SA wykorzystywane tylko w 5-10% jako źródło energii do długotrwałych wysiłków.

3 systemy wytwarzania ATP

- system ATP -PC

- system glikolizy beztlenowej

- system oksydotyny (przemian tłuszczowych)

Zmiana w zasobach ATP i PC podczas max wysiłku.

Poziom ATP utrzymywany przez kilka pierwszych sekund przy stałym spadku PC, wykorzystywanej do uzupełnienia ATP.

W fazie zmęczenia poziomy ATP i CP są niskie i nie są w stanie dostarczyć energii do dalszego wysiłku. Po ok. 15 s muszą być uruchomione inne źródła: glikoliza beztlenowa i tlenowa.

System glikolizy beztlenowej

• ATP-CP system lub system anaerobowy, głównie utrzymuje stały poziom ATP

• Z 1 cząsteczki PC powstaje 1 cząsteczka ATP

• System glikolizy łącznie z systemem ATP-CP dostarcza energii na kilka pierwszych minut bardzo intensywnego wysiłku

• Dodatkowym ograniczeniem przemian beztlenowych jest gromadzenie się kwasu mlekowego w mięśniach i płynach ustrojowych; od 1mmd/kg mięśni w spoczynku do > 25mmd/kg po 1-2 min sprintu

• Kwasica hamuje funkcje enzymów glikolitycznych oraz hamuje wiązanie Ca++ i utrudnia skurcz mięśni.

Beztlenowe źródła energii

• Wysiłki beztlenowe trwaja krótko i są bardzo intensywne, zmagazynowane w mięśniach fosforany wystarczają na 1 min szybkiego spaceru, 20-30 sek biegu przełajowego i 5-6 sek biegu sprintowego

• Beztlenowa glikoliza może osiągnąć szybkość maksymalną po 20s , jest to rezerwa paliwa dla biegania na 100 czy 1500m, w wysiłkach trwających do 30 sek praca jest wykonywana w 75% dzięki energii z procesów beztlenowych

Glikoliza beztlenowa

- Glikoza lub glikogen są rozkładane do kw pirogronowego

- kiedy proces przebiega w warunkach beztlenowych kwas pirogronowy ulega przemianie w kwas mlekowy.

Kwas mlekowy

- kwas mlekowy - C₃H₆O₈

- mleczany są to sole kwasu mlekowego

- kwas mlekowy po odłączeniu H+ przyłącza Na+ lub K+ tworząc sodowe lub potasowe

WYKŁAD 9 16.04.04.

Funkcje spełniane przez układ krążenia podczas wysiłku

Transport tlenu

• Ilość (objętość) tlenu przenoszonego z płuc do tkanek obwodowych przez układ krążenia zależy od: CO oraz zawartości tlenu we krwi

• Miarą wykorzystywania tlenu przez tkanki (mięśnie) jest tętniczo-żylna różnica zawartości tlenu we krwi

• Reguła Ficha: zużycie (pochłanianie) tlenu przez organizm w różnych warunkach jest równe iloczynowi CO i układowej A-Vd

VO₂ = HR x SV x A -Vd

Wielkość pracy jaką człowiek może wykonać w ciągu minuty przy określonym HR zależy m.in. od CO i A-Vd

Ostra adaptacja do wysiłku

Natychmiastowa odpowiedź układu sercowo-naczyniowego na wysiłek może być rozpatrywana na podstawie względnych zmian w:

• Częstość pracy serca (HR)

• Objętości wyrzutowej (SV)

• Pojemności minutowej (CO)

• Ciśnienia tętniczego (BP)

• Redystrybucji krwi

• Składu krwi

Częstość rytmu serca - bezpośrednio przed rozpoczęciem wysiłku HR zwykle wzrasta w wyniku układu współczulnego i wydzielania Na. Napięcie n błędnego zwykle zmniejsza się. HR przed wysiłkiem jest wyższe niż HR Spoczynkowe. HR max jest to największa częstość rytmu serca jaką dany człowiek może osiągnąć podczas wysiłku fiz. HR zwiększa się wprost proporcjonalnie (liniowo) do intensywności wysiłku, oraz pochłaniania tlenu aż do osiągnięcia war max.

Zmiany HR podczas wysiłku

• Czas potrzebny do stabilizacji HR odpowiadającego obciążeniu zależy od obciążenia przy obciążeniu 60-70% wynosi 3-7 min.

• HR max jest wartością bardzo słabą u ludzi w tym samym wieku HRmax = 220 - wiek w latach

• Powtarzalność HR podczas wysiłków fiz z identycznym obciążeniem jest bardzo duża

Steody state - oznacza równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem tkanek na tlen a dostarczeniem tlenu i wyraża się platon wskaźników fizjologicznych: HR, SV, CO, RR, VE

- można osiągnąć jedynie podczas stopniowo narastających................ symulowanych wysiłków umożliwiających dostosowanie się układu krążenia i oddechowego dla potrzeb.

Zmiany SV podczas wysiłku

SV zależy od: odciążenia wyjściowego, obciążenia następowego i stanu skurczliwości mięśnia sercowego

Prawo Franka-Starlinga: siła skurczu L.K. wzrasta proporcjonalnie do jej rozciągnięcia. Zależy od wypełnienia komory.

Powrót żylny krwi do serca podczas wysiłku wspomagany jest przez:

• Pompę mięśni sercowych - mięśnie kończyn rytmicznie wyciskają krew z żył przesuwając ją w kierunku serca

• Pompę oddechową i brzuszną - zmiany ciśnienia wew płucnego i ruchy przepony powodują opróżnienie żył trzewnych

• Skurcze małych naczyń obwodowych żylnych (opróżnianie „zbiorników żylnych”)

Zmiany kurczliwości mięśnia sercowego podczas wysiłku

• Stan izotropowy mięśnia sercowego jest zależny od HR, wpływu układu współczulnego i amin ....................

• Podczas wysiłku izotropiom zwiększa się w miarę narastania obciążenia i może wzrosnąć 3x

Zmiany CO podczas wysiłku

• CO = SV x HR; w spoczynku 4-5l

• Podczas wysiłku osiąga wartość odpowiadającą mocy wysiłku po 3-8 min - opóźnienie to jest odpowiedzialne za deficyt tlenowy

• CO max - jest osiągana wcześniej niż VO₂ max

• CO zależy od stopnia wytrenowania, wieku i płci: 18-21 l/min u kobiet i 24-30 l/min u mężczyzn. U sportowców do 40 l/min.

Zależność CO serca od intensywności wysiłku ma przebieg prostoliniowy. Na liniowy przebieg zależności CO i VO2 nie wpływa ani wiek ani masa ciała ani poziom wydolności fiz.

Wzrost SV podczas wysiłku zależy od pozycji ciała. W pozycji leżącej SV spocz jest większe niż w stojącej (20-25ml); krew nie gromadzi się w żyłach kończyn dolnych, swobodny powrót żylny. Podczas pływania SV wzrasta o 20-40%, SV wysiłkowe w pozycji leżącej > niż w pozycji stojącej

Zmiany wskaźników sercowych zależne od pozycji ciała i wysiłku.

Zmiana pozycji z leżącej na stojącą: krew gromadzi się w dolnej części ciała, zmniejsza się powrót żylny (............↓), HR↑, SV gwałtownie zmniejsza się, CO→↓. W początkowej fazie umiarkowanego wysiłku wzrost CO wynika z HR↑ i SV↑, przy wysiłkach max VO₂SV→↑

Wysiłek wykonywany kończynami górnymi - mniejsza masa mięśni bierze udział w pracy, naczynia dolnej połowy ciała pozostają obkurczane, zwiększa się TPR, mniejsze CO i SV. VO₂ max jest mniejsze; mniejsza ekstrakcja O₂, mniejsze A-Vd

Zmiana ciśnienia tętniczego krwi (RR) podczas wysiłku

• Podczas wysiłku następuje wzrost RRS i osiąga poziom odpowiadający intensywności wysiłku po 1-3 min, aż do wartości 180-22-mm Hg

• U ludzi starszych wzrost RRs (kurczowe) jest większy niż u młodych

• RRd (rozkurczowe) nie zmienia się lub nieznacznie rośnie

Przepływ trzewny i nerkowy

- trzewny przepływ krwi: w spoczynku przepływa 25% co w naczyniach tego ............. znajduje się 20% całej objętości

Przepływ płucny i skórny

• Przepływ krwi przez płuca jest zawsze równy objętości minutowej serca (CO prawej i lewej komory są różne)

• W spoczynku w naczyniach płucnych znajduje się ok. 500ml krwi

Przepływ mięśniowy i mózgowy

• Mózgowy przepływ krwi jest tak duży jak przepływ m sercowy. Jest stały w różnych stanach, nie zmienia się przy obniżaniu RRs do 60 mm Hg

Przepływ wieńcowy

• W spoczynku wynosi 60-80ml/min/100g tkanki

• W warstwie podwsierdziowej jest większy opór pozanaczyniowy i mniejszy przepływ a większe napięcie i większe zużycie O₂ - bardziej narażona podczas wysiłku na niedotlenienie.

Zmiany oporu naczyniowego obwodowego (TPR) podczas wysiłku

• TPR zmniejsza się z chwilą rozpoczęcia wysiłku i po kilku minutach stabilizuje się na poziomie odpowiadającym obciążeniu

• TPR (mm Hg/1l min) - średnie obciążenie tętnic.

Wzrost eskalacji tlenu

Zagęszczenie krwi podczas wysiłku

• Woda dyfunduje poza łożysko naczyniowe

• Następuje zmniejszenie objętości surowicy, zwiększenie hemo......., wzrost zagęszczenia białek, jonów itd.

• Zwiększenie zagęszczenia erytrocytów w 1 cm³ krwi wiąże się ze zwiększeniem zagęszczenia Hb i zwiększeniem zdolności przenoszenia tlenu podczas wysiłku

• Zwiększenie liczby erytrocytów może być spowodowane przez wydalanie ich ze śledziony (ok. 50ml E)

Zmiany pH krwi podczas wysiłku

• pH krwi w spoczynku - 7,4

• przy wysiłku na poziomie do 50% VO₂ max pH nie zmienia się

• wysiłki intensywne > 50% VO₂ max powoduje obniżenie pH i po wysiłku max typu sprint pH we krwi może obniżyć się do 7,0

• pH pracujących mięśni może obniżyć się do 6,0

Zmiany pobierania tlenu oraz wskaźników krążeniowych podczas wysiłku o wzrastającej intensywności

Maksymalny pobór tlenu

↓

skurczowe

Restytucja powysiłkowa

• okres powysiłkowy w którym następuje powrót do spoczynkowych wielkości wskaźników fizjologicznych nazywa się restytucja

• przebieg restytucji zależy od rodzaju wysiłku (tlenowy, beztlenowo), intensywności, objętości.

Przerost serca u osób trenujących

Trening wytrzymałościowy powoduje przerost serca z dominującym zwiększeniem jamy LK z prawidłową grubością ścian, jako wynik wzrostu objętościowego

Zmiany we krwi w odpowiedzi na trening wytrzymałościowy

• zwiększa się obj surowicy

• wzrasta liczba erytrocytów i hemoglobiny; względne stężenie Hb zmniejsza się

• zwiększenie obj. krwi skutkuje wzrostem powrotu żylnego (preload),

LVEDV, SV

Jedna sesja intensywnego wysiłku na ergometrie na poziomie 85% indukuje 10% wzrost objętości osocza utrzymujący się przez ok. 24 godz. Ten długotrwały efekt wiąże się z jednoczesnym zwiększeniem albumin w surowicy.

55

---