ZAKRES BADAŃ FIZJOLOGICZNYCH

• Dotyczące poszczególnych dyscyplin( neurofizjologia, fizjologia mięśni)

• Fizjologia pracy, fizjologia sportu- badania funkcjonalne organizmu w różnych warunkach środowiska zewnętrznego

• Patofizjologia- badania w stanach chorobowych

Zastosowanie badań fizjologicznych w sporcie

• Ocena predyspozycji do uprawniania danej dyscypliny sportu( selekcja sportowa)

• Ocena zmian adaptacyjnych zachodzących w organizmie w warunkach pracy fizycznej

• Wyznaczenie optymalnych obciążeń treningowych w sporcie i treningu zdrowotnym

• Analiza czynników determinujących wydolność fizyczną

• Ocena wydolności fizycznej w warunkach pracy tlenowej i beztlenowej

CZYNNOŚĆ BIOELEKTRYCZNA KOMÓRKI( ELEKTROFIZJOLOGIA)

• Jedną z podstawowych czynności komórki jest jej zdolność do wytwarzania różnic potencjału elektrycznego, nazywanych ze względu na miejsce powstawania zjawiskami bioelektrycznymi

• Zdolność ta charakteryzuje przede wszystkim komórki pobudliwe, jak np. komórki nerwowe i mięśniowe

• Geneza tego zjawiska związana jest z budową i czynnością błony komórkowej

RODZAJE TRANSPORTU PRZEZ BŁONĘ KOMÓRKOWĄ

1. Dyfuzja prosta

• Zgodnie z gradientem stężeń

• Zachodzi przez błonę lipidową lub kanały białkowe

• Zachodzi zgodnie z regułą Ficka( szybkość dyfuzji prostej jest wprost proporcjonalna do powierzchni i różnicy stężeń substancji po obu stronach błony oraz odwrotnie proporcjonalna do grubości tej błony

1. Transport ułatwiony

• Zachodzi zgodnie z gradientem stężeń, ale z udziałem białek nośnikowych( białek błonowych)

• Taki transport dotyczy cukrów( transportery GLUT1-5), aminokwasów, nukleotydów oraz produktów metabolizmu komórkowego

1. Transport aktywny

• Zachodzi wtedy, gdy transportowana substancja przenoszona jest wbrew gradientowi stężeń

• Taki transport wymaga dostarczania energii

• Dzieli się na transport pierwotny( energia bezpośrednio z hydrolizy ATP) i wtórny( z gradientu jonowego)

• Białka uczestniczące w transporcie aktywnym określa się jako pompy

ZJAWISKA BIOELEKTRYCZNE

• W warunkach spoczynkowych błona komórkowa jest elektrycznie spolaryzowana

• Powierzchnia błony jest elektrododatnia w stosunku do elektroujemnego wnętrza komórki

• W spoczynku utrzymuje się nierównomierne stężenie anionów chloru i organicznych oraz kationów sodu i potasu po obu stronach błony komórkowej

SPOCZYNKOWY POTENCJAŁ BŁONOWY

• Potencjał spoczynkowy jest to różnica ładunków po obu stronach błony komórkowej w sytuacji zrównoważenia przepływu jonów w obu kierunkach

• Potencjał ten ma wartość ujemną i dla różnych komórek wynosi od -20 do – 200 mV

POBUDZENE KOMÓRKI

• Pobudzenie komórki podnietą progową powoduje w miejscu jej pobudzenia jej depolaryzację i odwrócenie różnicy potencjałów między wnętrzem komórki a jej powierzchnią

• Występuje różnica potencjałów między miejscem pobudzonym a miejscem do którego pobudzenie nie dotarło

• Pobudzenie przechodzi falą pobudzenia wzdłuż komórki a błona staje się znowu półprzepuszczalna dzięki działaniu pompy sodowo- potasowej

POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY

• Chwilową, impulsową zmianę potencjału błony komórkowej nazywamy potencjałem czynnościowym

• Potencjał czynnościowy powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej błony przekroczy pewną graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia

• Warto zauważyć, że wielkość bodźca pobudzającego ma znaczenie jedynie dla powstania pojedynczego potencjału czynnościowy- nie ma ona natomiast wpływu na jego przebieg

Potencjał czynnościowy składa się z kilku faz

1. Gwałtownego wzrostu potencjału błonowego( depolaryzacji)

2. Nieco powolniejszego spadku potencjału błony( repolaryzacji)

3. Okresu, gdy potencjał błony jest niższy od potencjału spoczynkowego( hiperpolaryzacji)

POMPA SODOWO-POTASOWA (ATP-aza Na⁺ K⁺)

• Rola pompy polega na wyprowadzeniu z komórki na zewnątrz jonów Na⁺ a wprowadzeniem do wewnątrz komórki jonów K⁺ w proporcji 3:2