plik


ÿþBEZPIECZECSTWO PRACY I ERGONOMIA WYKAAD II PRACA FIZYCZNA PIOTR AASZCZYCA WBIOZ, KFZIE, KATOWICE 2003 Zakres wykBadu bie\cego 1. UkBad ruchu. 2. Fizjologia mi[ni. 3. Mechanizm skurczu 4. Czynno[ci ukBadów zabezpieczajcych zdolno[ do pracy. Krew UkBad krwiono[ny UkBad oddechowy 5. Fizjologia wysiBku fizycznego. Typologia wysiBków fizycznych i praktyczne konsekwencje zró\nicowania wysiBków; m.in. wysiBki statyczne i dynamiczne. 6. Koszt energetyczny i fizjologiczny pracy, 7. Wydolno[ fizyczna. Podstawy oceny wydolno[ci fizycznej. 8. Trening. Zmczenie. Wypoczynek. 9. Motoryczno[ czBowieka w procesie pracy. Postawa ciaBa i jej zaburzenia w pracy. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 1 PRACA PRACY NIERÓWNA RODZAJE PRACY - RODZAJE WYSIAKU FIZYCZNEGO PRACA 1. dynamiczna - przemieszczanie, np.: - przeciganie liny, pBywanie, bieg narciarski, rbanie drewna, wspinaczka ... kopanie rowów, ... statyczna - podtrzymywanie - unieruchamianie, np.: - utrzymywanie pozycji ciaBa, trzymanie rk nad gBow, unieruchamianie przedmiotu, ... 2. o ró\nym zaanga\owaniu ciaBa ogólna - caBym ciaBem np.: - przeciganie liny, wiosBowanie ... miejscowa - jednym elementem BaDcucha kinematycznego ciaBa, np.: - mocowanie na rk, zaciskanie pi[ci, ... 3. o ró\nej dynamice wydatku energetycznego szybko[ciowa sprint, ... siBowa podnoszenie ci\arów, ... wytrzymaBo[ciowa maraton ... 4. ró\nym czasie trwania krótkotrwaBa: krócej ni\ 30 min. - krótkotrwaBa - maksymalne dopuszczalne ttno 170/min dBugotrwaBa: dBu\ej ni\ 60 min. - dBugotrwaBa - maksymalne dopuszczalne ttno 130/min 5. ró\nym stopniu intensywno[ci wg Astranda - na podstawie indywidualnego wydatku energetycznego (Vo2max) lekka [rednia ci\ka b. ci\ka optymalna - 8h 0,1 Vo2max 0,1 - 0,35 Vo2max 0,35 - 0,5 Vo2max 0,5 - 1,0 Vo2max 0,30 - 0,35 Vo2max wg Christensena i Buskirka oraz wg FAO - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyra\onego w kcal/min spoczynek b. lekki lekki [redni ci\ki b. ci\ki kraDcowo ci\ki 1,0 < 2,5 2,5 - 5,0 5,0 - 7,5 7,5 - 10,0 10,0 - 12,5 >12,5 wg Lehmana - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyra\onego w kcal/min spoczynek b. lekki lekki [redni ci\ki b. ci\ki kraDcowo ci\ki 1,13 1,13-2,17 2,17-3,21 3,21-4,25 4,25-5,29 5,29-6,33 >6,33 6. o ró\nym rytmie: krótkotrwaBa (impulsowa) interwaBowa (przerywana) cigBa TRZEBA MIE CZYM PRACOWA. UKAAD RUCHU JAKI JEST KA[DY WIDZI patrz: W.Sylwanowicz:  MaBy atlas anatomiczny PZWL " UKAAD KOSTNY: 222-223 ko[ci ( wicej w okresie kostnienia), ok. 14% m.c. " URZDZENIA POMOCNICZE MIZNI " MIZNIE: ok. 40% m.c., 300-500 mi[ni (zale\y jak kto liczy, zdarzaj si jednak i niedorozwoje) " tak\e UKAAD NERWOWY - bo mi[niami co[ musi kierowa oraz UKAADY ZABEZPIECZAJCE WYSIAEK FIZYCZNY - u. kr\enia, oddechowy, wydalniczy, ... Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 2 KOZ Z KOZCI - CZYLI UKAAD KOSTNY ALBO SZKIELET " ko[ci: dBugie, krótkie, pBaskie (w tym: pneumatyczne), ró\noksztaBtne " morfologia ko[ci: gBówka (koniec), nasada wzrostowa, trzon " struktura wewntrzna ko[ci: osteony, jama szpikowa (patrz: Encyklopedia) SZKIELET OSIOWY: Czaszka - mózgoczaszka: k.k. czoBowa, 2 ciemieniowe, potyliczna, 2 skroniowe, sitowa, klinowa - trzewioczaszka: k.k. Bzowa, podniebienna, lemiesz, szczkowa, nosowa, gnykowa, \uchwa, kosteczki sBuchowe, KrgosBup - Krgi (ka\dy z trzonu, Buków i wyrostków): 7 szyjnych ( w tym: dzwigacz i obrotnik), 12 piersiowych, 5 ldzwiowych, 5 krzy\owych (zro[nite), 1-3 ogonowe [ebra, 7 prawdziwych, 3 rzekome, 2 wolne Mostek (rkoje[, trzon, wyrostek mieczykowaty SZKIELET KOCCZYN: OBRCZ KOCCZYNY GÓRNEJ (BARKOWA) OBRCZ KOCCZYNY DOLNEJ (MIEDNICZNA) Obojczyk i Aopatka Ko[ miedniczna (zro[nita) = = k. biodrowa + kulszowa + Bonowa KOCCZYNA GÓRNA WOLNA KOCCZYNA DOLNA WOLNA K. ramieniowa K. udowa K. Bokciowa i k. promieniowa K. piszczelowa, k. strzaBkowa, rzepka K.k. nadgarstka (8) K.k. stpu (5) K.k. [ródrcza (5) K.k. [ródstopia (5) K.k. palców (4 x 3 + 2) K.k. palców (4 x 3 + 2) POACZENIA KOZCI wBókniste: szwy (np. czaszki), wklinowania zbów, wizozrosty (np. wizadBa stawowe) chrzstkowe: chrzstkozrosty (kr\ki miedzykrgowe), spojenia (Bonowe) maziowe: stawy stawy proste i zBo\one: pBaski, zawiasowy, zawiasowy kBykciowym obrotowy, siodeBkowy, kulisty (patrz:  MaBy atlas ... , patrz: Encyklopedia) URZDZENIA POMOCNICZE KOZCI I MIZNI: " obrbek stawowy (chrzstny) " wizadBa stawowe (poBczenia wBókniste ko[ci - patrz wcze[niej) " kr\ki stawowe, np. midzykrgowe zBo\one z pier[cienia wBóknistego i jdra mia\d\ystego (chrzstne - chrzstkozrosty - patrz wy\ej: poBczenia ko[ci) " Bkotki stawowe " kaletki maziowe " kaletki [luzowe podskórne " pochewki [cigien " wizadBa pochwowe [cigien - troczki " trzeszczki - bloczki (np. rzepka w stawie kolanowym) " powizie mi[ni " torebki stawowe Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 3 Kilka wa\nych spraw w zwizku z ukBadem ruchu, o których nie powinno si zapomina FIZJOLOGICZNE KRZYWIZNY KRGOSAUPA I ICH ROZWÓJ " C-ksztaBtny krgosBup pBodu noworodka (tak\e maBp) " S-ksztaBtny krgosBup dojrzaBego czBowieka Kifozy ( garb ): piersiowa i krzy\owa Lordozy ( wypity brzuch ): szyjna i ldzwiowa Mechanizm rozwojowy ksztaBtowania si krzywizn krgosBupa, kolejno: szyjnej unoszenie gBowy, piersiowej siedzenie ldzwiowej stanie Znaczenie fizjologiczne krzywizn krgosBupa porównaj amortyzujce wBasno[ci kija od miotBy i wygitego Buku Robin Hooda przenoszenie obci\eD i wstrzsów przez krgosBup podczas stania, marszu i biegu & Masa\y[ci i niektórzy ortopedzi twierdz, \e po odgBosie kroków mo\na pozna, czy idca osoba ma zdrowy krgosBup i umie go wBa[ciwie u\ywa.  Ci\kostpy tupic obci\aj krgosBup - skar\ si na zwyrodnienia i bóle krgosBupa. Patologiczne boczne krzywizny krgosBupa - skoliozy - powoduj wiksze obci\enia i bóle mi[ni. KrgosBup jako dzwignia przy podnoszeniu ci\arów Podstawowa zasada szkolenia BHP: Nie podno[ ci\arów krgosBupem. Podno[ ci\ary nogami (z przysiadu). Patrz: techniki podnoszenia ci\arów przez ci\arowców. Trzony krgów obci\one przy krgosBupie pochylonym w przód wyciskaj jdro mia\d\yste dysków do tyBu - w stron kanaBu krgowego i uciskaj na rdzeD krgowy. (Jak pestka wi[ni spomidzy palców - mechanika klina albo równi pochyBej). KrgosBup mo\na zBama, co zazwyczaj uszkadza rdzeD krgowy. Przyczyny zBamaD krgosBupa: - uderzenia w tuBów, bezwBadny odrzut gBowy do tyBu (wypadki samochodowe  gBownie najechanie od tyBu  std zagBówki), upadki na gBow, skoki do wody na gBow Skutki zBamaD krgosBupa: - przerwanie szlaków nerwowych prowadzcych z mózgowia do rdzenia krgowego sterujcych mi[niami (w tym mi[niami oddechowymi, tak\e przerwanie odroczone wskutek wylewów krwi, uszkadzajcych rdzeD - [mier z uduszenia, szok rdzeniowy, tetraplegia, hemiplegia, paraplegia ... (patrz: Encyklopedia) Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 4 MIZNIE MIZNIE (jako narzd) zbudowane z: - tkanki mi[niowej typu poprzecznie pr\kowanego szkieletowego - rozpitej na siatkowatym SPR[YSTYM zrbie tkanki Bcznej ([ródmisna, omisna, namisna) - oraz naczyD krwiono[nych i wBókien nerwowych. - otoczone powiziami - zakoDczone [cignami Ka\dy misieD czBowieka (z 500 wyró\nianych przez anatomów) ma swoj nazw, ale ogólnie mi[nie szkieletowe klasyfikuje si: " wg poBo\enia punktów przyczepu na: - skórne (mimiczne), MisieD szkieletowy - szkieletowe (te  zwykBe ) typu podwójnie pierzastego wrzecionowaty - i trzewne (zwieracze) " wg ilo[ci stawów, które uruchamiaj na: - jedno-, - dwu- - i wielostawowe " wg rozlegBo[ci ruchu i siBy skurczu na: - dBugie, - - szerokie, - krótkie, - - mieszane - i zwieracze " wg ksztaBtu i ukBadu wBókien wewntrz brzu[ca na: - wrzecionowate, - - póBpierzaste, - pierzaste, Od ukBadu wBókien zale\y pole przekroju fizjologicznego mi[nia, a od tego pola siaB bezwzgldna skurczu mi[nia oraz rozlegBo[ skrócenia caBkowitego mi[nia podczas skurczu " wg ksztaBtu i ukBadu wBókien brzu[ca na: - wielogBowe (udo), - wieloogonowe (przedrami - palce), - dwubrzu[cowe, - pBaskie (brzuch), - dBugie z pasmami [cignistymi (brzuch), - zwieracze (zewntrzne), - okr\ne (ust., oka) Oprócz mi[nie szkieletowych wystpuj jeszcze dwa inne rodzaje misni zbudowane z innych rodzajów tkanki mi[niowej. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 5 TKANKA MIZNIOWA MA TRZY TYPY: POPRZECZNIE PR[KOWANA GAADKA WBasno[ SZKIELETOWA SERCOWA forma narzdu odrbna bryBa: brzusiec i odrbna bryBa, worek w [cianie narzdów [cigna wielokomorowy cewkowatych -  rur wielko[ komórek 5 cm x 50 µm. 1 cm x 15 µm. 0,3 mm x 10 µm. ilo[ i poBo\enie jder tysice, obwodowo setki, centralnie jedno, centralnie uBo\enie filamentów równolegle - sarkomer równolegle - sarkomer spiralnie aktyny i miozyny (pr\kowanie) (pr\kowanie) (brak pr\kowania) kontakt midzy tylko z neuronami - midzy sob (wstawki - midzy sob (zBcza komórkami (synapsy) zBcza elektryczne) elektryczne) i neuronami ilo[ mitochondriów liczne bardzo liczne nieliczne pobudzanie do skurczu acetylocholina z komórek ukBad bodzczotwórczy samoczynne, przez nerwowych serca - automatyzm hormony lub mediator rodzaj skurczu t\cowy pojedynczy toniczny czas trwania skurczu ok. 1-10 ms ok. 300-500 ms sekundy lub minuty szybko[ skurczu du\a ale ró\na [rednia maBa odporno[ na brak O2 ró\na - znaczna bardzo maBa (zawaB) bardzo du\a typy wBókien FTa, FTb, ST - wielojednostkowe trzewne WBókna mi[nia szkieletowego MOG NALE[E DO JEDNEGO Z TRZECH TYPÓW Typ Inny Barwa (ilo[ Szybko[ Podatno[ Zapotrzebo- Dominujcy Rodzaj wysiBku skrót mioglobiny) skurczu na zmczenie wanie na tlen proces metab. FTa FTOG czerwona du\a maBa du\e glikoliza,  [redniody- = II a (du\o Mb)  szybkie lub [rednia niekonieczny utlen. mitoch. stansowiec FTb FTG biaBa du\a maBa maBe glikoliza  sprinter = II b (b. maBo Mb)  szybkie  mczliwe niekonieczny beztlenowo (królik, kura) ST STO czerwona maBa bardzo maBa [rednie utlenianie  turysta = I (du\o Mb)  wolne  wytrzymaBe niezbdny mitoch. (kaczka) Trzy typy wBókien mi[niowych maj ró\ny udziaB w budowie ró\nych mi[ni. S ró\ne mi[nie do: " dBugiego stania ... " unoszenia gBowy ponad poziom ... " szybkiego, ale krótkiego uciekania ... Kilka wa\nych spraw, o których warto pamita w zwizku z ukBadem ruchu 1. UdziaB ka\dego z trzech rodzajów wBókien mi[niowych (FTa, FTb, ST) w budowie mi[ni jest zdeterminowany genetycznie. Tylko w niewielkim stopniu mo\na go zmieni. Ka\dy ma zatem predyspozycje do wykonywania okre[lonego rodzaju wysiBków fizycznych. 2. Rozwój tkanki mi[niowej i tkanki kostnej jest pobudzany przez mskie hormony pBciowe (androgeny), szczególnie w okresie dojrzewania. Wtedy ksztaBtuj si ostateczne ró\nice w budowie ko[ca i umi[nienia (biodra, barki, klatka piersiowa ... itd.). Hormony pBciowe (mskie) s produkowane równie\ przez kor nadnerczy - w stresie (np. wysiBkowym) - std maskulinizacja zawodniczek sportów siBowych. 3. Hormony mskie powoduj przerost mi[ni - Zawodnicy sportowi stosuj wic niedozwolony doping hormonalny androgenami (tzw. sterydami anabolicznymi). 4. Pod wpBywem androgenów mi[nie przerastaj, ale ich [cigna nie. Aatwo zatem o kontuzje - zerwanie [cigien - u tzw.  koksiarzy . 5. MBodzi chBopcy chc imponowa mi[niami innym chBopcom i dziewcztom. PowstaB nowy rodzaj uzale\nieD farmakologicznych ( narkomanii ) - body building -  szprycowanie si androgenami, \eby bez wiczeD mie  takie ciaBo . 6. Ka\da gBupota ma jednak krótkie nogi. Uszkadza serce, wtrob, uszkadza jdra, zmniejsza potencj, ... 7. WysiBek fizyczny przeregulowuje gospodark hormonaln - tzw. hormonalny mechanizm glukostazy. Uczestnicz w nim: noradrenalina, insulina, glukagon, glikokortykosterydy i HORMON WZROSTU (HGH) 8. Co z tego wynika dla wychowania mBodzie\y? Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 6 MIZNIE KURCZ SI GDY ICH U[YWAMY Mnóstwo haseB, które wymagaj uporzdkowania: Odruch, Motoneuron, Neuron ruchowy, Jednostka motoryczna, WBókna mi[niowe, Miofibryla, Miofilamenty, WBókienka kurczliwe, Sarkomer, Mion, Aktyna, Troponina, Miozyna, Siateczka endoplazmatyczna, Mediator, Acetylocholina, Depolaryzacja, Jony, Drugi przekaznik, Jony wapnia, Zlizgowy mechanizm skurczu mi[nia, Skurcz izometryczny, Skurcz izotoniczny, Skurcz t\cowy, Skurcz pojedynczy, ATP, Katabolizm, Oddychanie komórkowe, Oddychanie beztlenowe i tlenowe, Kwas mlekowy i mleczany, yródBa energii do skurczu mi[nia, Praca dynamiczna i statyczna, Deficyt i DBug tlenowy, Zmczenie. MisieD podczas pracy " SiBa - 0,8-4 × 10-4 N/wBókno 15-100 N/cm2 " Rezerwuar tlenu - 0,1-0,2% Mb (mioglobiny) w mi[niu " Ukrwienie - 1 500 - 3 000 wBo[niczek /mm2 przekroju mi[nia otwartych w spoczynku 30-100 wBo[niczek /mm2 przekroju mi[nia 750 × wzrost przepBywu podczas pracy MECHANIZM SKURCZU KRÓTKO MÓWIC: WIELKI TRYUMF BIOLOGII MOLEKULARNEJ I CHAMSKIEGO REDUKCJONIZMU Zmiany potencjaBu bBony podczas depolaryzacji i Schemat budowy sarkomeru E T (3) [mV] L t [ms] 0 -20 (4) -40 (2) Z H -60 (1) (6) (5) I A Skurcz - od pobudzenia neuronu do [lizgowego ruchu miofilamentów I II III IV i V VI VII Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 7 MECHANIKA SKURCZU MIZNIA MisieD mo\e kurczy si: " zmieniajc swoj dBugo[ - izotonicznie - podczas pracy dynamicznej " nie zmieniajc dBugo[ci, za to zwikszajc napicie - izometrycznie - podczas pracy statycznej " w warunkach rzeczywistych za[ skurcz ma charakter mieszany - auksotoniczny Sumowanie skurczów pojedynczych w skurczu t\cowym Skurcz t\cowy Skurcz pojedynczy Wypadkowa siBa skurczu Zapis serii depolaryzacji Po pojedynczym pobudzeniu bodzcem pojedynczy skurcz wBókna mi[nia trwa kilka tysicznych sekundy.  Prawdziwe skurcze pracujcych mi[ni trwaj kilkaset - kilkadziesit tysicy razy dBu\ej - sekundy lub minuty. Aby je uzyska wBókna mi[niowe musz by pobudzane kilkadziesit razy na sekund. Skurcz wywoBany tak seri pobudzeD zwany jest skurczem t\cowym. SiBa skurczu mi[nia zale\y od jego pocztkowego rozcignicia - rosnc przy niewielkim pocztkowym rozcigniciu mi[nia. Wiksza jest te\ gdy misieD opiera si  biernie rozciganiu czyli podczas pracy ekscentrycznej, takiej jak wykonuj mi[nie nóg podczas schodzenia ze schodów. SiBa dziaBania mi[nia w zale\no[ci od dBugo[ci pocztkowej i od szybko[ci skurczu F [N] F [N] Aktywna Elastyczna Ekscentryczna Koncentryczna - 0 + v [cm/s] l [cm] SZYBKOZ I SIAA REAKCJA RUCHOWEJ (Hill) s funkcyjnie powizane (równanie hiperboli): (F + a) (V + b) = k Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 8 SKD SI BIERZE ENERGIA DO PRACY MISNI NAJNOWOCZEZNIEJSZY OD 3,5 MLD LAT SILNIK WYMYZLONY PRZEZ EWOLUCJ Prawda jest prosta i banalna: 1. Energia pochodzi z oddychania komórkowego 2. Oddychanie komórkowe to SPALANIE WODORU W TLENIE. 3. Przy tym zawsze powstaje du\o energii. 4. Wszystkie komplikacje s tylko po to, \eby j zBapa i si nie poparzy. 5. Energi Bapie si w UNIWERSALNY NOZNIK ENERGII czyli w ATP ATP - 12-16 kcal/mol (czyli na 509 g lub jak kto woli 0,5 kg ATP) (7 kcal/mol wizania estrowego - 3-8 x wicej ni\ w innych wizaniach) Dziennie nasz organizm musi  wyprodukowa od 45 do 70, a czasami nawet 450 kg ATP POTEM ODZYSKUJE SI ENERGI ATP çø’! ADP + Pi + 7 kcal/mol tzw. hydroliza ATP - natychmiastowe zu\ycie P-Cr + ADP çø’! Cr + ATP tzw. depozyt fosfagenowy - trwalszy zapas ZASÓB FOSFAGENÓW W MISNIU (FTB > FTA > ST) 5 mmol ATP / kg mi[nia [wie\ego i 15 mM PCr / kg mi[nia [wie\ego (30 kg mi[ni u 70 kg osoby 570-690 mmol fosfagenów) co wystarcza na: Ï% 1 minut szybkiego marszu; Ï% 20-30 sekund biegu przeBajowego; Ï% 6 sekund sprintu lub pBywania Skd wzi wodór do spalania i czy koniecznie trzeba ... ju\ o tym mówili[my ODDYCHANIE BEZTLENOWE (SIC!) - CZYLI  FERMENTACJA MLEKOWA : 2 [NAD+ ’! NADH+H+] 2 [NADH+H+ ’! NAD+] Glc çø’! 2 ald. P-glic. çø’! 2 kw. 1,3 - dwu P-glic. çø’! 2 kw. pirogr. çø’! 2 kw. mlekowy 2 ATP ’! 2 ADP 2 x [2 ADP ’! 2 ATP] lub pro[ciej C6H12O6 çø’! 2 CH3CHOHCOOH + CO2 + 37 kcal /mol (2 lub 4 ATP zale\nie od szlaku) Owszem, tak mo\na, mo\na ... tylko niedBugo ...1,5 minuty, no, mo\e i z 5 minut ... Potem mi[nie si zakwaszaj jak ogórki albo kapusta na bigos. ODDYCHANIE TLENOWE PRZEBIEGA W TRZECH ETAPACH NAJPIERW TRZEBA PRZYGOTOWA SUROWCE DO UZYSKANIA WODORU CZYLI GLIKOLIZA: 2 [NAD+ ’! NADH+H+] Glc çø’! Fru-1,6-dwu P çø’! 2 ald. P-glic. çø’! 2 kw. 1,3 - dwu P-glic. çø’! 2 kw. pirogr. 2 ATP ’! 2 ADP 2 x [2 ADP ’! 2 ATP] Glc çø’! 680 -738 kcal brutto çø’! 40% w ATP z oddychania = 266 kcal POTEM TRZEBA WYDOBY Z SUROWCA TEN NIESZCZSNY WODÓR CZYLI CYKL KWASÓW TRÓJKARBOKSYLOWYCH ALBO CYKL KREBSA: CH3COCOOH + CoA-SH + 4 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O +  C4 çø’! çø’! CoA-SH + 3 CO2 + 4 (NADH + H+) + FADH2 + GTP +  C4 bilans wodorów: przychód: 4 z pirogronianu, 2 z GTP i Pi, 4 z 2 H2O. rozchód: 8 w 4 (NADH+H+ ), 2 FADH2. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 9 WRESZCIE TRZEBA SPALI TEN WODÓR BEZ WYBUCHU - AACCUCH PRZENOZNIKÓW ELEKTRONÓW - ODDYCHANIE MITOCHONDRIALNE: SubH2 çø’! NAD+ çø’! FAD çø’! CoQ çø’! 2 × {cyt b çø’! cyt c çø’! cyt a} çø’! 1/2 O2 2 H+ + 2 e- + 1/2 O2 + 3 ADP + 3 Pi çø’! H2O + 3 ATP Tym si wBa[nie ró\ni mitochondrium od gBupich pomysBów Józia Priestleya (1774) oraz od katastrofy Graffa Zeppelina w Nowym Jorku (1936). bilans energetyczny oddychania mitochondrialnego z glikoliz: aktywacja: - 2 ATP/Glc glikoliza: + 4 ATP/Glc + 2 (NADH+H+)/Glc cykl k.t-k. : + 2 GTP/Glc + [8 (NADH + H+) + 2 FADH2] /Glc fosforylacja: 2 × 3 ATP/(NADH+H+) + 8 × 3 ATP/(NADH+H+) + 2 × 2 ATP/ FADH2 = = (34 + 4) ATP = 38 ATP razem: (34 + 2 + 4 - 2) ATP = 38 ATP ( - 2 ATP straty na transport mitochondrialny) 266 kcal/mol Glk, 40% brutto jest jeszcze BETA OKSYDACJA WOLNYCH KWASÓW TAUSZCZOWYCH: EKONOMIA PRACY: PRACA KOSZTUJE ENERGI ZWRÓ UWAG, [E " ilo[ wykonanej pracy jest zale\na wprost od: - ilo[ci spalonego wodoru - ilo[ci tlenu zu\ytego do spalania wodoru - i ilo[ci glukozy lub tBuszczów, z których wodór zostaB uzyskany " glukoz i tBuszcze trzeba zje[ (i uzyska z jedzenia) " tlen trzeba pobra z powietrza " i tlen i glukoz trzeba przenie[ z krwi z pBuc i przewodu pokarmowego do mi[ni " podczas spalania uwalnia si ciepBo - a\ 60% energii oddychania to ciepBo KOSZT ENERGETYCZNY PRACY wg Christensena i Buskirka oraz wg FAO - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyra\onego w kcal/min spoczynek b. lekki lekki [redni ci\ki b. ci\ki kraDcowo ci\ki 1,0 < 2,5 2,5 - 5,0 5,0 - 7,5 7,5 - 10,0 10,0 - 12,5 >12,5 wg Lehmana - na podstawie wielu zmiennych, tu wydatku energetycznego (brutto) wyra\onego w kcal/min spoczynek b. lekki lekki [redni ci\ki b. ci\ki kraDcowo ci\ki 1,13 1,13-2,17 2,17-3,21 3,21-4,25 4,25-5,29 5,29-6,33 >6,33 To si tak\e przelicza na tlen wg Astranda - na podstawie indywidualnego wydatku energetycznego (Vo2max) lekka [rednia ci\ka b. ci\ka optymalna - 8h 0,1 Vo2max 0,1 - 0,35 Vo2max 0,35 - 0,5 Vo2max 0,5 - 1,0 Vo2max 0,30 - 0,35 Vo2max Energetyka zu\ycia tlenu - WspóBczynnik Oddechowy RQ i Równowa\nik Kaloryczny Tlenu EqO2 Substrat Cukry BiaBka TBuszcze Zrednio RQ 1,00 0,85 0,71 0,75-0,82 EqO2 [kcal/l O2] 5,05 4,86 4,69 4,74-4,825 To mo\na równie\ przeliczy na ilo[ spo\ytego pokarmu ale a tym - kiedy indziej. Substrat Cukry BiaBka TBuszcze Warto[ energetyczna [kcal/g] 3,8-4,1 4,1 9,1-9,3 Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 10 EKONOMIA PRACY - JAK W BANKU: KOSZTY, DEFICYT, DAUG I SPAATA. Koszty bywaj wy\sze od chwilowo dostpnych [rodków, np.: " podczas ekstremalnych wysiBków (np. sprintu, ...) " w niedotlenieniu (w wysokich górach lub podczas nurkowania ...) " w niewydolno[ci oddechowej lub kr\eniowej ... " na pocztku ka\dej pracy zanim  wszystko si rozrusza " momenty przestawienia - kryzysy zdolno[ci do pracy ... Wtedy pojawia si DEFICYT pokrywany przez DAUG, który pózniej si SPAACA Czsto[ skurczów serca na minut 200 B 160 A 120 80 Spoczynek Wdra\anie Równowaga Odnowa Spoczynek 0 2 4 6 Czas pracy [minuty] DAUG TLENOWY: " skBadniki klasyczne: 1. Bezmleczanowy (ubytek zapasu fosfokreatyny i ATP w mi[niu) 5 µmol ATP/ g mi[nia 2. Mleczanowy (z  fermentacji mlekowej w mi[niu) z 0,012 g lac/100 ml do 0,140 g lac/100 ml wzrasta > 10 × z pH 7,4 pH 7,00 lub nawet pH 6,8 cz[ciowo spBacane w czasie wysiBku " skBadniki  nowoczesne : koszt tlenowy glukoneogenezy, reoksygenacja hemoglobiny (10%) reoksygenacja osocza, pBynu tkankowego i mioblobiny (2-5%) koszt tlenowy metabolizmu wtórnego: transport Ca, Na, K, metabolizm NA i hormonów Deficyt tlenowy i jego zale\no[ od ubytku fosfagenów oraz powstawania mleczanów Def O2 [dcm3 O2 ] 1 2 3 4 5 6 7 ATP+PCr [mM/kg mi[nia] 3 6 9 12 13,5 14 14 Lac [mM/kg mi[nia] 3,5 7,5 12 17 21 26 Zwizek midzy czasem wysiBku maksymalnego a udziaBem metabolizmu beztlenowego i tlenowego (za Gollnickiem P.D. i Hermansenem L 1973, oraz Astrandem P.O. i Rodahlem 1977 ) Czas sekundy/minuty [ . /  ] 10 30 60 2 4 10 30 60 120 UdziaB metabolizmu anaerobowego [%] 90 80 70 50 35 15 5 2 1 UdziaB metabolizmu aerobowego [%] 10 20 30 50 65 85 85 98 99 Szacunkowy wydatek maks. [kcal] 24 50 45 100 245 675 1215 Blood lactate treshold - próg intensywno[ci wysiBku do pojawienia si mleczanów we krwi Najwiksza akumulacja mleczanów w wysiBkach o czasie trwania 60-180 sekund Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 11 Zawarto[ mleczanów we krwi podczas wysiBków o ró\nej intensywno[ci 25% Vo2max 50% Vo2max 75% Vo2max 100% Vo2max Trenowani 1 1,3 2,1 5,5 warto[ci wzgldne Nietrenowani 1 1,3 3,0 4,8 warto[ci wzgldne U trenowanych o 20-30% wiksza zawarto[ mleczanów [lac] po wysiBku ni\ u nietrenowanych W RÓ[NYCH OKRESACH PRACY WYKORZYSTYWANE S RÓ[NE yRÓDAA ENERGII, CO DAJE RÓ[N MOC I NIE JEST OBOJTNE DLA SPORTOWCÓW I DBAJCYCH O LINI Co[ za co[ - im dBu\ej, tym mniejsza moc, ale wiksza uzyskana energia Moc pracy Kryzysy zdolno[ci do pracy -  Drugi oddech 15 30 60 2 4 8 16 32 64 128 sekundy i minuty Fosfogeny - Beztlenowo Glikogen - Beztlenowo Glikogen - Tlenowo Kwasy tBuszczowe - Tlenowo Wiedzc to mo\na powiedzie, \e naukowa metoda na odchudzanie polega na ... Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 12 EKONOMIA PRACY: PRACA KOSZTUJE NIE TYLKO ENERGI KOSZT FIZJOLOGICZNY PRACY Zakres zmienno[ci parametrów fizjologicznych podczas pracy Parametr Spoczynek WysiBek Ekstremalnie Jednostka SV 55 - 90 150 200 ml/1cykl serca HR 60 - 80 180 200 - 270 cykl/min AVDo2 5,0 - 6,9 14,5 - 17,0 17,0 mlO2/100ml krwi Q 4,0 - 6,0 18,5 - 24,1 42,3 l krwi/min Vo2 (Vo2max) 0,2 - 0,3 2,6 - 4,1 7 l tlenu /min Ps/PD 120/80 180/76 250/110 mmHg f 10 - 20 30 - 33 33 - 50 cykl/min MV/MMV 8 65 - 100 140 - 260 l powietrza /min Def. O2 - 0,1 - 0,25 0,3 102/kg m.c. o Trect < 37,5 oC 37,5 - 38,0 oC > 38,0 oC C gdzie: SV - pojemno[ wyrzutowa serca, HR - czsto[ skurczów, Q - pojemno[ minutowa serca, Vo2 - minutowy pobór i transport tlenu z krwi, Ps/Pd - ci[nienie ttnicze, f - czsto[ oddechu, MV/MMV - wentylacja minutowa, Def O2 - deficyt tlenu, Trect - temperatura rektalna PODSTAWOWE ZALE[NOZCI EMPIRYCZNE - PARAMETRY KR[ENIOWE A OBCI[ENIE PRAC Q = SV × HR pojemno[ minutowa serca  czasami skracana jako CO Vo2 = AVD × Q minutowe zu\ycie tlenu W = "Vo2STP × EQo2 × · praca u\yteczna · · · I ostatecznie po zBo\eniu równaD  podstawowe równanie hemodynamiczne W = · × EQo2 (HR × SV × AVD - Vo2B) · × × × · × × × · × × × sBuszne dla: Vo2 = 0,2 - 0,8 Vo2max EQ = 4,9 kcal/1 02 (RQ = 0,9) · = 0,10 - 0,25 - zale\nie od rodzaju pracy i innych czynników · · · W równaniu zawarte intuicyjnie znane ka\demu prawo, \e: W ~ HR Gdzie oznaczenia jak wy\ej oraz: Vo2 - objto[ tlenu (STP), EQo2 - równowa\nik energetyczny tlenu, · - · · · wspóBczynnik sprawno[ci mechanicznej, W - praca u\yteczna, B - indeks warto[ci spoczynkowej, np.Vo2B Wzajemna zale\no[ HR i Vo2 % max HR 50 60 70 80 90 100 % Vo2max 28 42 56 70 83 100 Zale\no[ produkcji energii (przemiany energii - metabolizmu - PM) od czsto[ci skurczów serca PM = 4 × HR  255 [kcal / godz] Nale\na maksymalna czsto[ skurczów serca i ttna w zale\no[ci od wieku i Wskaznik Rezerwy Ttna HRmax = 220  A lub HRmax = 210  (0,65 × A) [A] = [lat]) × × × RT = HRmax - HRprac oraz WRT = (HRmax - HRprac) / (HRmax - HRprac) Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 13 UKAADY ZABEZPIECZAJCE ZDOLNOZ DO WYSIAKU KREW - UDZIAA W ZABEZPIECZANIU WYSIAKU Krwinki czerwone, hemoglobina i biaBka osocza w transporcie O2 i CO2 Transport O2 we krwi Transport CO2 we krwi Transport metabolitów 5 × 106 E/mm3 NaHCO3 - 70% 6-8 g prt/100 ml 265 × 106 Hb/E Hb-NH-COOH - 20% 0,9 g NaCl/100 ml 4 O2/Hb Prt-NH-COOH - 10% 0,08-0,14 g Glc/100 ml 14-16 g Hb/100 ml pCO2 - 1% 0,012-0,020-0,140 g lac/100 ml 17-20 ml O2/100 ml 50-60 ml CO2 /100 ml pH (6,8) -7,00-7,36-7,40 pO2 = 120-40 mmHg pO2 = 46-60 mmHg Skróty u\yte w tabeli: E - erytrocyty, Hb - hemoglobina, prt - proteiny = biaBko, Glc - glukoza, lac- kwas mlekowy, Hb-NH-COOH i Prt-NH-COOH - karbaminohemoglobina i karbaminoproteiny - jako przeno[niki CO2 Efekt Bohra - czyli jak zwikszy uwalnianie O2 z HbO2 przez CO2 i temperatur Hemoglobina mo\e wystpowa w postaci utlenowanej lub odtlenowanej oraz (je\eli jest odtlenowana) zredukowanej lub utlenionej (wtedy jako methemoglobina), a tak\e jako karbaminohemoglobina i karboksyhemoglobina (kiedy i co to znaczy?). Wizanie i oddawanie tlenu przez hemoglobin %HbO2 mo\na zilustrowa wykresem (wykresy trzeba umie interpretowa). A Na wizanie tlenu przez hemoglobin wpBywa B pH krwi, pCO2, i temperatura. Nazywa si to efektem Bohra. Obni\enie pH oraz wzrost pCO2 i temperatury utrudniaj wizanie O2 przez Hb. Na wykresie obrazuje to krzywa B. Krzywa A obrazuje wizanie O2 przez Hb w przeciwnych warunkach. Efekt ten daje  zysk w uwalnianiu tlenu w miejscach  gorcych i zakwaszonych przez mleczany i CO2. pO2 Bufory ustrojowe - udziaB wzgldem buforu wglanowego wzitego jako 1 Bufor Krew Wszystkie pByny wodorowglanowy -HCO3 1 1 fosforanowy -HPO4 0,3 0,3 karbaminohemoglobinowy Hb-NH- 5,3 1,5 karbaminoproteinowy Prt-NH- 1,4 0,8 Krwinki biaBe  odporno[ (tym razem nie  oporno[ ) Zgodnie z kolejno[ci na rysunku: monocyty i limfocyty  rozpoznaj obce biaBka (wolne lub na obcych komórkach) i wspóBpracujc wytwarzaj przeciwciaBa, które mog posBu\y do wytworzenia leczniczych surowic; neurotycy, bazocyty i eozynocyty - uczestnicz z po\eraniu obcych komórek, hamowaniu krzepnicia i zwikszaniu ukrwienia w miejscach zapalenia  obumarBe w  obronie organizmu tworz rop Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 14 UkBad hemostazy (krzepnicia krwi) - w przypadku uszkodzenia naczyD trzeba zabezpieczy krew przed wylaniem - ukBad enzymatycznego aktywacji i kaskadowego wzmocnienia bodzca do krzepnicia - wapniozale\ny mechanizm proteolitycznej (hydroliza) aktywacji enzymów kaskady krzepnicia UkBad zewnatrzpochodny - tkankopochodny - szybkoaktywujcy - szybkiego zasklepiania rany (sekundy ) tromboplastyna uwalniana z uszkodzonych komórek tkanek otaczajcych naczynia UkBad wewntrzpochodny - osoczowy - wolnoaktywujcy - odcinania miejsc uszkodzonych (minuty) tromboplastyna zawarta w krwi Czynniki krzepnicia I Fibrynogen - prekursor fibryny II Protrombina - Trombina - czynnik aktywujcy fibrynogen III Tromboplastyna - tkankowy enzym inicjujcy kaskad wzmocnienia enzymatycznego IV WapD V i VI Proakceleryna i po aktywacji Akceleryna - wspóBaktywator tromboplastyny VII Prokonwertyna i po aktywacji Konwertyna VIII Globulina antyhemofilowa A (AHG) niedobór powoduje jeden z rodzajów hemofilii IX Osoczowy skBadnik tromboplastyczny Christmas (PTC) w niedoborze inny rodzaj hemofilii X Czynnik Stuarta-Powera - aktywator tromboplastyny XI Czynnik przeciwhemofilowy C (PTC = AHFC) w niedoborze kolejny rodzaj hemofilii XII Czynnik kontaktu Hagemanna - aktywator ukBadu wewntrzpochodnego XIII Czynnik Laki-Loranda - stabilizator fibryny Retraktoenzym - jeszcze jeden stabilizator skrzepu Plazminogen i Urokinaza - czynniki ostatniego etapu hemostazy - fibrynolizy Wrodzony brak czynników krzepnicia (najcz[ciej VIII lub IX) hemofilia czyli krwawiczka. Etapy krzepnicia: 1. aktywacja ukBadu 2. aktywacja trombiny 3. wytwarzanie fibryny do 2,5 - 4 minut 4. stabilizacja i retrakcja do 24 godzin 5. fibrynoliza do 4 tygodni Ogólna uwaga: Hemostaza jest procesem: 1/ katalizowanym enzymatycznie, 2/ uruchamianym przez bodziec (jest wic reakcj) 3/ polegajcym na kaskadowym wzmocnieniu (wielostopniowym) 4/ zale\nym od wapnia (drugi przekaznik?) 5/ który musi by cz[ciej hamowany ni\ uruchamiany (zawaBy!) Wa\ne (bo mo\na w mi kontakt si w osobami poranionymi i krwawicymi): 1. Krwawienie ma charakterystyczne fazy: - zaraz po urazie- kilka sekund skurczu naczyD zanim krew zacznie pByn - po kilku sekundach wypByw krwi (wa\ny bo cz[ciowo wypBukuje  bród z rany) i dostarcza materiaBu do krzepnicia) 2. Tworzenie skrzepu jest procesem enzymatycznym, który przebieg szybciej w optymalnej- fizjologicznej temperaturze ciaBa  ochBodzenie zranionego miejsca spowalnia krzepnicie krwi - krwotok trwa dBu\ej 3. Wielko[ krwawienia zale\y od stopnia otwarcia naczyD w okolicy rany  zimno powoduje zw\enie naczyD, mo\e wic sprzyja ustaniu krwotoku (ale nie powstaniu skrzepu) 4. Im wy\sze ci[nienie krwi w okolicy rany, tym gwaBtowniejszy wypByw i wolniejsze krzepnicie - uniesienie ponad poziom serca krwawicej koDczyny zmniejszy krwawienie i przyspieszy powstanie skrzepu 5. Powstawanie skrzepu wymaga obecno[ci jonów wapnia  ich zwizanie hamuje krzepniecie krwi (nawet caBkowicie) 6. Wewntrzpochodny ukBad krzepnicia, je[li zostanie zaktywowany w uszkodzonych, mia\d\ycowych naczyniach lub przez inne procesy powoduje powstania zakrzepów w naczyniach  blokuje przepByw krwi  powoduje ZAWAA (UDAR), nie tylko serca, tak\e innych narzdów. 7. Aspiryna (polopiryna = kwas acetylosalicylowy) hamuje procesy krzepnicia  po za\yciu krwawienie mo\e by wiksze i trudniejsze do opanowania. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 15 KR[ENIE - SPOSÓB NA ROZPROWADZENIE KRWI A WRAZ Z NI TLENU I SUBSTRATÓW Serce - pompa tBoczca Kierunki przepBywu krwi przez serce (widziane od przodu - prawa poBowa po lewej stronie rysunku) DO GAOWY DO PAUC DO TUAOWIA Z GAOWY Z PAUC Z TUAOWIA Serce samoczynnie pobudza si do skurczu. Kurczy si skurczami pojedynczymi Pi zaBczonych wykresów przedstawia: 1 2 3 I - kardiogram czyli zapis skracania si serca podczas skurczu, gdzie: 1- skurcz przedsionków, 2 - skurcz komór I II - sfigmogram - zapis zmian ci[nienia w ttnicach, gdzie: 1 2 3 1 - wyrzut krwi z komór, 2 - zamknicie zastawek komorowo-aortalnych II 3 - przekazywanie ci[nienia ze [cian ttnic do krwi III - fonokardiogram - zapis haBasu podczas skurczów serca 1 2 gdzie: III 1 -  bum , ton zamykania zastawek przedsionkowo-komorowych 2 -  tup , ton zamykania zastawek komorowo-ttniczych 3 IV - elektrokardiogram (EKG), czyli zapis prdów powstajcych IV w caBym sercu, gdzie 1 5 1 - zaBamek P - depolaryzacja i skurcz przedsionków 2 4 2 - zaBamek Q - pocztek depolaryzacji komór i rozprzestrzeniania si prdu z przedsionka na komory V 2, 4 - depolaryzacja komór i ich skurcz 1 2 3 5 - repolaryzacja komór i ich rozkurcz - spoczynek V - zapis depolaryzacji pojedynczej komórki serca WierzchoBki i doliny linii wzajemnie sobie odpowiadaj. Objawem pracy serca który trzeba umie bada bez \adnych przyrzdów jest ttno (objaw zmian ci[nienia w ttnicach w miar skurczów serca i wyrzucania krwi do ttnic) - wystarczy w tym celu odszuka miejsce na ciele, w którym ttnica przebiega pBytko pod skór i ucisn je dwoma - trzema palcami (nie kciukiem!!)  powinni[my wyczu ttnienie - czsto[ ttna jest (o czym ka\dy wiem) wskaznikiem ci\ko[ci pracy i nasilenia emocji (co zapisane jest te\ jest w podstawowym równaniu hemodynamicznym) OBWODOWY UKAAD KR[ENIA Krew wyrzucona z komór serca pBynie kolejno przez: z komory serca aort ttnice ttniczki naczynia przedwBosowate ze zwieraczami wBo[niczki czyli kapilary \yBki \yBy \yB gBówn do przedsionka serca Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 16 Ci[nienie filtracyjne Ci[nienie wytwarzane przez serce wyciska pBynn cze[ krwi - osocze przez [cian naczyD wBosowatych (kapilar) jak serwatk z sernika pod pras serowarsk. Przescz ten przemywa tkank i jest dalej wchBaniany na powrót do naczyD. Ci[nieniu wypychajcemu przeciwstawia si ci[nienie onkotyczne czyli ci[nienie roztwórcze biaBek osocza, wi\cych ( odsysajcych ) wod. Wektory ci[nienia w naczyniach wBosowatych Ttnice [yBy PT PO PH PF Z przesczu powstaje te\: 1. Mocz - w nerkach (znaczny spadek ci[nienia krwi grozi zatrzymaniem wytwarzania moczu i po kilkunastu godzinach zatruciem wBasnymi produktami przemiany materii) 2. PByn mózgowo-rdzeniowy - pod oponami mózgu 3. Limfa  we wszystkich tkankach 4. PByn surowiczy w oparzeniach, odparzeniach itp. Zaburzona równowaga miedzy przesczaniem a wchBanianiem prowadzi do obrzków, szczególnie nóg w wymuszonej, dBugotrwaBej pozycji stojcej  typowe dla niektórych zawodów Powrót \ylny krwi Ci[nienie wytwarzane przez serce natrafia na opór w naczyniach i nie jest wystarczajce aby  podnie[ na powrót krew z nóg do serca (na wysoko[ ok. 1,3 m). Jest to przyczyn omdleD ludzi stojcych nieruchomo przez dBu\szy czas (\oBnierze na warcie). Powrót \ylny krwi do serca wspomaga musz cztery czynniki powrotu \ylnego krwi do serca i przepBywu limfy - siBa z tyBu 1. hydrostatyczne ci[nienie napdowe sercowej pompy tBoczcej - siBa z boku 2. ci[nienie wytwarzane przez pracujce mi[nie - prasa mi[niowa  zgniatajca \yBy (std praca dynamiczna  np. chodzenie - sprzyja powrotowi \ylnemu) 3. ci[nienie wytwarzane przez pulsujce ttnice - masa\ \yB przez ttnice - siBa od przodu 4. podci[nienie [ródpiersiowe - zasysanie wskutek podci[nienia wytwarzanego przez spr\ysto[ elementów ukBadów oddechowego szczególnie podczas wdechu Cofaniu krwi zapobiegaj dziaBajce jednokierunkowo, zastawki. Ich uszkodzenie objawia si tzw. \ylakami. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 17 Regulacja kr\enia Regulacja kr\enia zachodzi na drodze nerwowej (odruchowej) i humoralnej (t.j. miejscowej i hormonalnej) Funkcje kr\eniowe s przykBadem homeostazy (co to znaczy?) w trzech aspektach: 1/ \e jest do[ tlenu dla narzdów - szczególnie dla mózgu, 2/ \e ci[nienie krwi nie rozerwie naczyD, 3/ \e w nerkach jest utrzymane ci[nienie filtracyjne pozwalajce wytwarza mocz. Kr\enie mo\na regulowa przez zmiany czynno[ci serca (centralne) lub zmiany rozwarto[ci naczyD (obwodowe). MECHANIZMY REGULACJI KR[ENIA OZRODKOWE (OGÓLNE) TKANKOWE (MIEJSCOWE) Nerwowe i Hormonalne Metaboliczne i Parakrynne SERCOWE NACZYNIOWE (ino-, batmo-, dro-, chrono  tropowe) (naczyniorozszerzajace, naczynizwzajce) PRESYJNE DEPRESYJNE LOKALNE CZYNNIKI REGULUJCE KR[ENIE dziaBajce na mi[nie zwieracze przedwBo[niczkowe i ttniczki prekapilarne (metaarteriole) WAZOKONSTRYKTORY - ZRODKI ZWE[AJACE NACZYNIA I PODNOSZACE CISNIENIE Noradrenalina  alfa-adrenoceptory mi[niówki z zakoDczeD sympatycznych (krótkotrwaBe dziaBanie na zwieracze prekapilarne znoszone przez lokalne wazodylatatory) Adrenalina  z rdzenia nadnerczy: w niskich st\eniach na alfa-adrenoceptory mi[niówki wazodylatacyjnie, w wikszych st\eniach na beta-adrenoreceptory wazokonstrykcyjnie) Serotonina pBytkowa - lokalnie podczas skaleczeD itp. Prostaglandyna E (z bBonowego kwasu arachidonowego odszczepianego przez PLA2 kataliza przez syntetaz prostaglandynow blokowan kwasem acetylosalicylowym lub indometacyn) Prostaglandyna F2alfa (j.w.) Tromboksan A [TXA] (pBytkowy z bBonowego kwasu arachidonowego przez syntetaz prostaglandynow blokowan kwasem acetylosalicylowym - aspiryn lub indometacyn) Leukotrieny [LTC, LTD] (z kwasu arachidonowego przez szlak lipooksygenazy przy zahamowanym szlaku cyklooksygenazy) Wazopresyna (czyli VA lub ADH) Angiotensyna (ukBad: angiotensynogen - renina 42 kd. - kininaza angiotensynowa - angiotensynaza), Du\y wzrost st\enia K+ - np. po rozlegBych uszkodzeniach (zmia\d\eniach, oparzeniach) WAZODYLATATORY - ZRODKI ROZSZERZAJCE NACZYNIA I PODNOSZACE CISNIENIE Histamina (komórek tucznych, bazocytów i pBytek)  z receptorem H1 i, rzadziej, H2 Kininy osoczowe powstajce przez proteoliz kalikreinami (aktywowanych z prekalikrein) z kininogenów osoczowych (np. bradykinina 9 osoczowa, kalidyna 10 gruczoBowa) Wzrost pr\no[ci CO2 Obni\enie pr\no[ci O2 Wzrost st\enia mleczanu Zakwaszenie  obni\enie pH Niewielki wzrost st\enia K+ Adenozyna i ATP Prostaglandyny F (z bBonowego kwasu arachidonowego przez syntetaz prostaglandynow blokowan kwasem acetylosalicylowym lub indometacyn) Prostacyklina sercowa [PGI2] Wzrost ci[nienia osmotycznego Podwy\szenie temperatury tak\e: pochodne nitrogliceryny i Viagra Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 18 ODDYCHANIE SkBadniki pojemno[ci pBuc i zale\no[ci midzy nimi: (pojemno[ci - capacities - zdolno[ zbiornika do pomieszczenia pewnej ilo[ci powietrza, miara wielko[ci przestrzeni, objto[ci - volumes - ilo[ powietrza znajdujca si w zbiorniku, miara ilo[ci) IRV IC Zapasowa objto[ Pojemno[ wdechowa wdechowa Inspiratory capacity Inspiratory reserve volume VC TV Pojemno[ \yciowa Objto[ oddechowa Vital capacity Tidal volume ERV FRC TLC Zapasowa objto[ Czynno[ciowa CaBkowita pojemno[ wydechowa pojemno[ zalegajca pBuc Expiratory reserve Functional residual Total lung capacity volume capacity RV RV Objto[ zalegajca Objto[ zalegajca Residual volume Residual volume Mechanika oddychania: Podczas wdechu skurcze mi[ni midzy\ebrowych  obracajc \ebra i unoszc ich przedni kraniec pogBbiaj klatk piersiow . Kurczca si przepona spycha trzewia w dóB równie\ pogBbiajc klatk piersiow. Pozwala to na rozcignicie pBuc i wdech. Wydech zachodzi biernie dziki spr\ysto[ci pBuc i ci\arowi klatki piersiowej. Wymian gazowa w pBucach Rozmiar powierzchni oddechowej 300 000 000 pcherzyków pBucnych - powierzchnia rozwinita ok. 100 m2 (wa\ne  trucizny [wietnie wchBaniaj si przez tak wielka powierzchnie patrz palacze i narkomani) Wymiana gazowa " w spoczynku 250 ml O2 i 200 ml CO2 " w wysiBku wzrost 25 krotny, tj. nawet ok. 5 l O2 /min Sprawno[ wentylacyjna - próba Tiffeneau = próba nasilonego jednosekundowego wydechu (Forced Expiratory Volume) FEV1/VC = FEV1/FVC > 85% norma < 70% obstrukcja dróg oddechowych (oskrzelików) Maksymalna minutowa wentylacja dowolna (MMV) MMVmasc = 140-180 l /min m\czyzni MMVfem = 80-120 l/min kobiety Trening biegowy nie wpBywa decydujco na parametry oddechowe Zasadowica oddechowa po hyperwentylacji podczas spoczynku pH 7,63 Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 19 Im wolniej oddychasz, tym taniej pracujesz Koszt energetyczny wentylacji Koszt oddychania Czsto[ Wentylacja Zu\ycie tlenu f [1/min] MV [l/min] Vo2 [l O2 /min] Spoczynek 3% Vo2max 10-20/min 8 0,3 WysiBek normalny 10% Vo2max < 30-33/min 47-100 (140-260) 5 WysiBek wyczerpujcy > 30% Vo2max > 33 (50) /min > 140 < 5 WspóBczynnik Oddechowy i Równowa\nik Energetyczny tlenu RQ I EQO2 Ilo[ energii uwolnionej ze zu\ycia tlenu zale\y od zródBa, z którego pozyskiwany jest wodór w mitochondriach. W oznaczaniu pomocne jest wskaznik RQ i zwizany z nim EQO2 RQ = VCO2 / VO2 RQ = 0,7 -1,0 Energetyka zu\ycia tlenu  równowa\nik energetyczny tlenu EQo2 i wskaznik RQ w zale\no[ci od substratu RQ [l] EqO2 [kcal / l] Substrat 1,00 5,05 Cukry 0,85 4,86 BiaBka 0,71 4,69 TBuszcze 0,75 - 0,82 4,74 - 4,825 Zrednio Je[li to wiadomo, to oznaczanie wydatku energetycznego podczas pracy staje si Batwiejsze PM = Vo2 × EQo2 × × × i W = PM × · × · × · × · Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 20 KOSZT FIZJOLOGICZNY PRACY - DLACZEGO WYSIAEK STATYCZNY JEST BARDZIEJ UCI[LIWY NI[ DYNAMICZNY WA[NE PYTANIE MA PROSTE ODPOWIEDZI. Zmniejszenie czynno[ciowego przepBywu przez misieD w pracy statycznej SiBa rozwijana PrzepByw krwi Czas pracy 5% Fmax mi[nia zmniejszenie przepBywu krwi bez znaczenia 10-15% Fmax mi[nia zmniejszenie przepBywu krwi > 1 godz. 20-30% Fmax mi[nia zmniejszenie przepBywu krwi, dBug tlenowy 6-15 min. 30-50% Fmax mi[nia zmniejszenie przepBywu krwi, du\y dBug tlenowy 1 min.. 70% Fmax mi[nia ustanie przepBywu krwi 10 sekund WYSIAEK STATYCZNY JEST BARDZIEJ UCI[LIWY OD DYNAMICZNEGO ZE WZGLDU NA: " zaci[nicie ttnic utrzymujce si w czasie i powodujce lokalne niedokrwienie mi[ni " utrudnienie powrotu \ylnego krwi do serca ze wzgldu na zaci[nicie \yB i brak masujcego dziaBania mi[ni na naczynia " konieczno[ utrzymywania postawy pod zwikszonym obci\eniem, co wi\e si z utrzymywaniem skurczu izometrycznego w mi[niach posturalnych " konieczno[ usztywnienia klatki piersiowej z uruchomieniem tBoczni brzusznej i ograniczeniem ruchów \eber oraz przepony " utrudnienie oddychania " wzrost ci[nienia [ródpiersiowego z uciskiem na worek osierdziowy i ograniczeniem objto[ci wyrzutowej serca, wzrostem czsto[ci i ci[nienia krwi. " W czasie wysiBku statycznego nastpuje wzrost ttna (120/min.), ci[nienia ttniczego (200/100 mm Hg ). Bo m.in. (s jeszcze inne Batwe do odgadnicia przyczyny): CHARAKTERYSTYCZNE CECHY DIAGNOSTYCZNE WYSIAKU STATYCZNEGO: " Efekt Valsalvy: Czsto[ skurczów serca (HR) ulega dodatkowemu zwikszeniu ponad poziom podstawowy po zakoDczeniu wysiBku statycznego (w warunkach do[w. Valsalvy-Flacka). " Zjawisko Linharda: Skurczowe ci[nienie ttnicze (Ps) po zakoDczeniu wysiBku statycznego obni\a si w sposób  ortodoksyjny , podczas gdy pojemno[ wyrzutowa (SV) ro[nie paradoksalnie. " Efekt Hansena: Czsto[ ttna (HR) w wysiBku statycznym ro[nie asymtotycznie wraz ze wzrostem czasu trwania (t) i wydatkowanej siBy (F). Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 21 OSZACOWANIE WYSIAKU STATYCZNEGO MHT  wskaznik maksymalnego czasu utrzymania pozycji statycznej Maximum Holding Time wg Rohmerta (1960) " czas do wystpienia bólu i odmowy wykonania podczas utrzymywania na wycignitych w bok rkach (równocze[nie) ci\aru na wysoko[ci odpowiadajcej acromiale - dla rosncych obci\eD mierzony czas oraz HRb i HR0 (15 sek) przed i po odmowie Interpretacja graficzna - relacja: czas - masa (lub: iloczyn czas × masa vs. ttno) MHT odnoszony jest do wzgldnej siBy mi[ni, co eliminuje indywidualne ró\nice siBy mi[niowej, zmczenie - gdy napicie misni przekracza 15% maksymalnego napicia " Maksymalny czas utrzymania pozycji MHT gdy AVC < 15% MVC patrz tabelka gdzie: MVC - maksymalna dowolna siBa skurczu; AVC  aktualna/chwilowa siBa skurczu Wskaznik poziomu zmczenia (Fatigue level) FL = HT / MHT gdzie: HT  czas dowolnego utrzymania obserwowany Dopuszczalny czas utrzymywania pozycji AHT (Acceptable holding time) d" 20% MHT AHT = 20% MHT Pamitaj: Tortury stosowane czsto w przeszBo[ci (do XIX wieku nagminnie, a zdarza si i obecnie!!) przez sdy, Inkwizycj, tyranów i zbrodniarzy polegaBy na wymuszeniu u torturowanej osoby wysiBku statycznego polegajcego na utrzymywaniu nienaturalnej pozycji nawet przez kilka dni. Praca nie mo\e by tortur Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 22 METODA OWAS METODA OWAS OCENY OBCI[ENIA STATYCZNEGO (OVAKO WORKING POSTURE ANALYSIS SYSTEM) Kodowanie obci\eD statycznych w metodzie OWAS  kodowanie wskazników A. Pozycja pleców: 1 - wyprostowane, 2  zgite do przodu, 3  skrcone, 4  zgite i skrcone, B. PoBo\enie przedramion: 1  obydwa poni\ej stawu Bokciowego, 2  jedno powy\ej stawu Bokciowego, 3  obydwa powy\ej stawu Bokciowego, C. Praca nóg: 1  pozycja siedzca, 2  stojca z nogami wyprostowanymi, 3  stojca z jedn nog wyprostowan, 4  stojca z nogami zgitymi, 5  stojca z jedn nog zgit, 6  klczenie na jednym lub obu kolanach, 7 - chodzenie D. Kody obci\enia zewntrznego Kod obci\enia M\czyzni Kobiety i mBodociani Dziewczta zewntrznego chBopcy [kg] [kg] [kg] 1 < 10 < 5 < 2 2 10 - 20 5 - 10 2 - 6 3 > 20 > 10 > 6 Tabela przekodowania wskazników OWAS na kategorie obci\enia Plecy Przed- A ramiona B Nogi 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 C Obci- \enie 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 3 1 1 1 1 1 2 2 1 2 2 3 2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3 2 2 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 4 4 3 4 4 3 3 4 2 3 4 2 3 3 3 4 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 2 3 4 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 4 1 1 1 1 1 1 3 2 2 2 3 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 4 4 3 3 3 1 1 1 3 3 2 2 3 1 1 1 2 3 3 4 4 4 4 4 4 3 3 3 1 1 1 4 1 2 3 3 2 2 3 2 2 3 4 4 4 4 4 4 3 3 3 2 3 4 4 2 3 3 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 2 3 4 4 3 4 4 4 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 2 3 4 Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 23 Symboliczne oznaczenie rodzaju obci\enia statycznego wg OVAS Plecy Ramiona Nogi Obci\enie Warto[ci kodu wskazników 2 3 2 1 Np. 2321  kategoria 2 Tabela kategorii obci\enia  opis Opis kategorii Kategoria 1 - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy s naturalne, - obci\enie jest optymalne lub akceptowalne, - nie ma potrzeby dokonywania zmian na stanowisku; Kategoria 2 - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy mog mie negatywny wpByw na ukBad mi[niowo-szkieletowy, - obci\enie jest prawie akceptowalne, - nie ma potrzeby dokonywania natychmiastowych zmian na stanowisku, ale nale\y wzi pod uwag konieczno[ przeprowadzania takich zmian w bliskiej przyszBo[ci Kategoria 3 pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy maj negatywny wpByw na ukBad mi[niowo-szkieletowy, - obci\enie jest du\e, - zmiany na stanowisku nale\y przeprowadzi tak szybko, jak to mo\liwe; Kategoria 4 - pozycja lub pozycje przyjmowane podczas pracy maj bardzo negatywny wpByw na ukBad mi[niowo-szkieletowy, - obci\enie jest bardzo du\e, - zmiany na stanowisku nale\y przeprowadzi natychmiast. Interpretacja wyników oceny obci\enia statycznego kombinacj metody OVAS i metody chronometra\owej Czas utrzymywania pozycji (% Obci\enie Kategorie OVAS pozycji przy pracy zmiany roboczej) pozycja niewymuszona kategorii 1 do 70 pozycja wymuszona kategorii 1 MaBe lub do 50 pozycja niewymuszona kategorii 2 pozycja wymuszona kategorii 2 do 30 pozycja niewymuszona kategorii 1 powy\ej 70 pozycja wymuszona kategorii 1 lub 50-70 Zrednie pozycja niewymuszona kategorii 2 pozycja wymuszona kategorii 2 30-50 pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 do 30 pozycja wymuszona kategorii 1 lub powy\ej 70 Du\e pozycja niewymuszona kategorii 2 pozycja wymuszona kategorii 2 powy\ej 50 pozycja wymuszona kategorii 3 lub 4 powy\ej 30 __________________________________________________________________________________________ Mówic o pracy TRZEBA CHOBY WSPOMNIE O HORMONACH ... I mechanizmie glukostazy wysiBkowej Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 24 RESTYTUCJA POWYSIAKOWA CZYLI ODNOWA RESTYTUCJA POWYSIAKOWA TTNA (I INNYCH PARAMETRÓW FIZJOLOGICZNYCH) Czsto[ skurczów serca na minut 200 B 160 A 120 80 Spoczynek Wdra\anie Równowaga Odnowa Spoczynek 0 2 4 6 Czas pracy [minuty] Przed wysiBkiem, w czasie i po zastosowaniu wzgldem badanego dowolnego obci\enia fizycznego trwajcego ok. 5 min. do osignicia stanu równowagi dynamicznej  steady-state nale\y bada wybran zmienn fizjologiczn, np. w podanych czasach mierzy czsto[ ttna: " przed wysiBkiem - w spoczynku HRR " w trakcie - ok. 5 minuty wysiBku HRW " po wysiBku, liczc od moment zakoDczenia próby jako czasu  0 HR1 - po upBywie 60 sek. mierzy przez 30 sek. HR2 - po upBywie 30 sek. przerwy (w 120 sek.) mierzy przez 30 sek. HR3 - po 30 sek. przerwy (w 180 sek.) mierzy przez 30 sek. HR5 - po 90 sek. przerwy (w 5 min.) mierzy przez 30 sek. HR10 - po 4,5 min. przerwy (w 10 min) mierzy przez 30 sek. Sporzdzi wykres zmian HR wzgldem czasu. Typy krzywych restytucji w zale\no[ci od wielko[ci wysiBku i wydolno[ci badanego: " Normalna: HR1 > HR3 + 10/min ; lub HR1, HR2, HR3 < 90/min " Z brakiem odnowy: HR1 < HR3 + 10/min ; lub HR3 > 90/min " Odwrócona: HR1 < HR3 w wysiBku statycznym Badanie restytucji po standardowych wysiBkach jest dobr metod oceny wydolno[ci test harwardzki Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 25 DLACZEGO SPORTOWCY TRENUJ? KILKA OCZYWISTOZCI, KTÓRE DOTYCZ NIE TYLKO SPORTOWCÓW TRENING WPAYWA NA UKAAD KR[ENIA Osoba Niewytrenowana Wytrenowana Zmiana % M - Rozmiar serca 250-300 g 350-500 g +140% - +200% HR - Czsto[ skurczów 70-80/min 30-60/min -50% - -25% SV - Pojemno[ wyrzutowa 80-90 ml 150 (200) ml +100% QB - Objto[ minutowa spoczynek 5 l/min 3-5 l/min -40% Qmax - Maks. objto[ minutowa 20-25 l/min 30-35 l/min +40% - +50% Vvol_cor - PrzepByw wieDcowy < 250 ml/min > 250 ml/min O2_cor - WieDcowe zu\ycie tlenu < 30 ml/min > 30 ml/min GBówne efekty chronicznego treningu: przerost serca bradykardia OD TRENINGU ROBI SI STRASZNE ... MIZNIE Zmiany potreningowe odnoszone do masy [wie\ego mi[nia (p. 428) Zmienna Jednostka Nietrenowani Trenowani % ró\nicy glikogen [mmol/kg] 85 120 + 41 liczba mitochondriów [mln/mm3] 0,59 1,20 +103 objto[ mitochondriów w komórce [%] 2,15 8,00 +272 ATP w spoczynku [mmol/kg] 3,0 6,0 +100 PCr w spoczynku [mmol/kg] 11,0 18,0 +64 Cr w spoczynku [mmol/kg] 10,7 14,5 +35 PFK {fosfofruktokinaza) [mmol/kg] 50 50 0 Gln-phosphorylase (fosforylaza) [mmol/kg] 4-6 6-9 +60 SDH [mmol/kg] 5-10 15-20 +133 Lac (max) [mmol/kg] 110 150 +36 SVmax [ml] 120 180 +50 Qmax [l/min] 20 30-40 +75 HRrest [1/min] 70 40 -43 HRmax [1/min] 190 180 -5 Vblood Obj. krwi [l] 4,7 6,0 +28 Vo2max [ml O2/ kg min] 30-40 65-80 107 TRENING POPRAWIA ZDOLNOZ ADAPTACJI NIE TYLKO DO WYSIAKU Zale\no[ zawarto[ mleczanów we krwi podczas wysiBków o ró\nej intensywno[ci od treningu 25% Vo2max 50% Vo2max 75% Vo2max 100% Vo2max Trenowani 1 1,3 2,1 5,5 warto[ci wzgldne Nietrenowani 1 1,3 3,0 4,8 warto[ci wzgldne U trenowanych o 20-30% wiksza zawarto[ mleczanów [lac] po wysiBku ni\ u nietrenowanych WYSIAEK WPAYWA NA PSYCHIK I BUDUJE WIZI Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 26 DOLCE FAR NIENTE CZYLI ZGUBNE SKUTKI LENISTWA I HIPOKINEZJI HIPOKINEZJA JEST MCZCA Hipokinezja jest to ... niedoruch - niedobór ruchu. u kosmonautów w stanie niewa\ko[ci, obBo\nie chorych, uwizionych ... Konsekwencje hipokinezji: " obni\enie ci[nienia ttniczego " zmniejszenie objto[ci krwi kr\cej " zmniejszenie maksymalnego poboru tlenu " ujemny bilans azotowy - niszczenie wBasnych biaBek " obni\enie tolerancji glukozy " zmniejszenie wydolno[ci fizycznej " odwapnienie ko[ci " zaniki mi[ni " obni\enie tolerancji wzgldem wysokiej i niskiej temperatury " zmniejszona odporno[ na czynniki zakazne " czstsze wystpowanie chorób cywilizacyjnych (zawaB serca, mia\d\yca) " przyspieszenie procesów starzenia si. Skutek 3 tygodni unieruchomienia (wg Saltina i wsp.) Parametr Przed immobilizacj Po immobilizacji Ró\nica Vo2 [l O2/min] 3,3 2,4 -26% AVD [ml O2/100 ml] 16,5 16,4 -0,6% Q [l/min] 20,0 14,8 -26% HR [1/min] 193 197 +2,1% SV [ml] 104 74 -28,8% ZMCZENIE JEST MECHANIZMEM OBRONNYM Zakwaszenie i sztywno[ mi[ni po wysiBku - mo\liwe przyczyny " zjawiska osmotyczne i metaboliczne " drobne naddarcia tkanki Bcznej " przykurcz mi[nia " uszkodzenia - nacignicie lub naddarcia cz[ci tkanki mi[niowej i Bcznej KLASYFIKACJA ZMCZENIA WG JETHONA A. Wzgldem intensywno[ci i trwaBo[ci objawów 1. Zmczenie ostre 2. Zmczenie przewlekBe 3. Przemczenie B. Wzgldem czynnika wywoBujcego 1. Lokalne zmczenie mi[niowe a/ statyczne b/ dynamiczne c/ zrczno[ciowe 2. Ogólne zmczenie fizyczne a/ wskutek pracy w [rodowisku optymalnym b/ wskutek pracy w warunkach ekstremalnych c/ wskutek zaburzenia rytmu biologicznego 3. Zmczenie psychiczne a/ umysBowe b/ subiektywne - motywacyjne c/ znu\enie - na tle monotonii Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 27 MECHANIZM ZMCZENIA Lokalne zmczenie mi[niowe - Przyczyny " Upo[ledzenie transmisji nerwowej w pBytkach motorycznych (model wspóBdziaBania pary mediatorów) gdy\ np. dr\czka pora\enna, miotonia wrodzona, zatrucia antagonistami AchE ale brak zmian w EPSP w zmczeniu " Upo[ledzenie sprz\enia elektromechanicznego w mi[niu bo: ró\nice przepuszczalno[ci sarkolemmy i bBon siateczki sarkoplazmatycznej dla Ca2+ we wBóknach ST (wiksza) i FT (mniejsza) a podatno[ na zmczenie " Wyczerpanie substratów energetycznych i nagromadzenie czynnych produktów hamujcych gdy\: 3 krotne ró\nice (FT > ST) w zasobie: ATP, gromadzenie mleczanów (0.3% lac znosi zdolno[ skurczu ) ale FT bardziej wra\liwe na mleczan ni\ ST ale brak fosforylazy glikogenu (w miopatii McArdlea) i brak syntezy lac wspóBistnieje z mczliwo[ci tak\e wyczerpanie zasobu PCr, Glc, ale w ST mniej PCr a bardziej odporne na zmczenie gromadzeni metabolitów po[rednich o wBasno[ciach regulacyjnych: Glu-6-P, Fru-6-P, pyr, lac, ... zasób substratów energetycznych (Gln, TG) - im wikszy, tym dBu\szy czas o mczenia - brak naczyniorozszerzajcego dziaBania metabolitów (NO) (2008) utrata wapnia z komórek (2008) Ogólne zmczenie fizyczne - Przyczyny " Zmniejszenie - wyczerpanie zasobów substratów energetycznych w mi[niach i wtrobie i niemo\no[ mobilizacji rezerw: gdy\: skutek niedocukrzenia, spo\ycia pokarmu ... etc. Utrata Ca2+ z komórek mi[niowych przez zaktywowane kanaBy  mo\liwo[ blokady S 107 (Columbia Univ. 2008) " Niewydolno[ zaopatrzenia w tlen gdy\: choroba wysokogórska, skutki choroby niedokrwiennej i dychawicy ... etc tak\e niedobór aktywno[ci nNOS i brak NO dziaBajcego wazodylatacyjnie " Przekroczona wydolno[ termoregulacyjna gdy\: wydolno[ zale\na od temperatury mózgu, ciaBa i otoczenia ( klimat tropikalny, udar cieplny ...etc) " Przekroczona wydolno[ wydalnicza i detoksykacyjna gdy\: obni\enie w ewidentnych zatruciach ... " Wyczerpanie mechanizmów regulacyjnych utrzymujcych homeostaz - niedobory hormonalne etc. O WYDAJNOZCI DECYDUJE NIE TYLKO ZMCZENIE Zale\no[ wydajno[ci od rytmu pracy wg Vernona Wydajno[ godzinowa, dzienna, tygodniowa ... Od 14 godzin o 8 godzin dniówki na dob - wzrost wydajno[ci dziennej i godzinowej Poni\ej 8 godzin dniówki na dob - wzrost wydajno[ci godzinowej lecz obni\enie dziennej Zasady tayloryzmu wg La Chateliera 1. Ustali jedyny, dokBadny i ograniczony cel czynno[ci 2. Wybra najlepsze metody osignicia celu - opracowa program /algorytm/ realizacji celu 3. Przygotowa [rodki niezbdne do realizacji celu 4. Realizowa cel [ci[le wg ustalonego programu Dopuszczalne temperatury (WBGT) w pracy Ci\ko[ pracy Rodzaj pracy Lekka Zrednia Ci\ka CigBa bez przerw 30,0 26,7 25,0 75% pracy + 25% odpoczynku / ka\d godzin 30,6 28,0 25,9 50% pracy + 50% odpoczynku / ka\d godzin 31,4 29,4 27,9 25% pracy + 75% odpoczynku / ka\d godzin 32,2 31,1 30,0 Graniczna warto[ trect = 38oC Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 28 ZDOLNOZ DO WYSIAKU ZDOLNOZ DO WYSIAKU MO[NA MIERZY NA WIELE SPOSOBÓW, CHODZI JEDNAK O TO BY ZMIERZY J TANIO I DOKAADNIE WSKAyNIKI WYDOLNOZCI FIZYCZNEJ I FIZJOLOGICZNEJ " Maksymalna siBa statyczna i dynamiczna " Maksymalna szybko[ ruchów " StopieD koordynacji ruchów - poziom cech motorycznych " Maksymalna moc " Maksymalna praca - maksymalny czas pracy pod obci\eniem " PuBap tlenowy ("RQ = 0,40) RQ = 1,15 " Maksymalny dBug tlenowy - 30 % Vo2max (niewytrenowani); 50-60 % Vo2max (wytrenowani) " Wydolno[ serca (PWC130; PWC170) " Wydolno[ ukBadu kr\enia - jako restytucja ttna (próba harvadzka) " Wydolno[ oddechowa (FEV1, MMV, Vo2, próba Valsalvy-Flacka, próba Mullera, próba Astranda- Ryhming) MIERZONO PRZEZ OSTATNIE 150 LAT - DZIZ ZBIERA SI TEGO OWOCE ZASADA DOKONYWANIA OCENY PRACY DYNAMICZNEJ: Czynno[ciowe próby wysiBkowe nale\y prowadzi do momentu ustalenia si  steady state , czyli stanu chwilowej równowagi dynamicznej (homeostazy) w trakcie wysiBku, (minimum 5-6 minut) pod warunkiem nieprzekroczenia puBapu tlenowego. Warunki przerwania prób wysiBkowych: - czas wykonania próby: 5 min - m\czyzni, 4 min - kobiety (zale\nie od wersji testu), - odmowa kontynuowania próby przez badanego. - badany nie potrafi utrzyma tempa przez okres ok. 20 sek. - badany nie mo\e zBapa tchu, pojawiaj si bóle w okolicy serca, mroczki przed oczami, uczucie sBabo[ci itp. - w warunkach obci\enia termicznego temperatura rektalna powy\ej 38oC Ocena wydolno[ci na podstawie Vo2max wg Astranda sBaba dostateczna [rednia dobra wybitna Vo2max [l/min] <2,79 2,80-3,09 3,10-3,69 3,70-3,99 >4,00 Vo2max [l/min/kg mc] <38 39-43 44-51 52-56 >57 BYAO TESTÓW WIELE Test wyskoku dosi\nego Seargenta - mierzy zasób ATP oraz zdolno[ jego wykorzystania Próba sze[ciu stopni wg Calamana i Margarii - mierzy zasób wszystkich fosfagenów WysiBkowe próby kr\eniowe wg Martineta i wg Rufiera: Mierzy czsto[ ttna (Ct) przed, natychmiast po oraz w 1, 3 i 5 (odpowiednie oznaczenia: B, 0, 1, 3, 5) minut po wykonaniu 20 (30) przysiadów w tempie 1 na sekund (Martinet) albo 30 przysiadów w 45 sekund (Rufier), po czym wyliczy wskaznik : IS = 0.1× (Ct0 - 70) + 2× (Ct1 - CtB) Ocena: IS: 0-2.9 - bardzo dobra; 3-6 - przecitna - zadawalajco, 6.1-8 - poni\ej [redniej, < 8 - zBa. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 29 TEST NAD TESTAMI - Test harwardzki czyli Harvard Step-up test Czas wykonywania próby: zadany lub nale\y zmierzy rzeczywisty czas t = 5 min (300 sek.) lub w modyfikacji 5 minut dla m\czyzn i 4 minuty dla kobiet lub do odmowy wykonania, ze wzgldu na niezdolno[ do kontynuowania wysiBku Wysoko[ stopnia: h = 51cm (m\czyzni) - 46cm (kobiety) Tempo wchodzenia na stopieD: f = 30\min - na cztery takty (taktowanie 120\min) Okresy pomiaru ttna: UWAGA! Natychmiast po zakoDczeniu próby wchodzenia na stopieD posadzi badanego i w trzech kolejnych etapach czasowych liczonych od chwili przerwania wysiBku mierzy czsto[ ttna, za ka\dym razem przez 30 sek.. Zatem, caBo[ pomiarów trwa 3 30  , a w 60 sekundzie po zakoDczeniu wysiBku nale\y rozpocz pomiar pierwszy, po nim kolejne zgodnie z tabelk: Tabela czynno[ci w przebiegu testu harwardzkiego Przerwa  0 Pomiar 1 Przerwa 1 Pomiar 2 Przerwa 2 Pomiar 3 HR1 HR2 HR3 czas  0 po 1 min po 1,5 min po 2 min po 2,5 min po 3 min 60 sek przez 30 sek przez 30 sek przez 30 sek przez 30 sek przez 30 sek 0  - 60  1 - 1 30  1 30  - 2 00  2 - 2 30  2 30  - 3 00  3 - 3 30  Wyliczenia: póBminutowe czsto[ci ttna (HR) i rzeczywisty czas próby (t) w sek. podstawi do wzoru: 100 × t IST = çøçøçøçøçøçøçøçøçøçøçø- 2× (HR1 + HR2 + HR3) Ocena >90 89-80 79-65 64-55 <55 IST bdb db przec zBa bardzo zBa WARIACJE NA TEMAT Próba Astranda i Ryhming do oceny puBapu tlenowego - VO2 max Czas wykonywania próby: zadany lub nale\y zmierzy rzeczywisty czas t = 6 min (360 sek.) Wysoko[ stopnia: h = 40 cm (m\czyzni) - 33 cm (kobiety) Tempo wchodzenia na stopieD: f = 22,5/min (90/4 min) Okresy pomiaru ttna: natychmiast po wysiBku, przez 30 sekund, lub pod koniec wysiBku je[li istnieje techniczna mo\liwo[. Opracowanie wyników: odczyta warto[ VO2max z nomogramu Próba stopnia Queens College do oceny puBapu tlenowego - VO2 max Czas wykonywania próby: zadany lub nale\y zmierzy rzeczywisty czas t = 3 min (180 sek.) Wysoko[ stopnia: h = 41,3 cm Tempo wchodzenia na stopieD: f = 22 dla kobiet (rytm 88 / minut) f = 24 dla m\czyzn (rytm 96 / minut) Pomiar ttna: po wysiBku: od 5 do 20 sekundy, przez 15 sekund, przeliczone na minut VO2max = 111,33 - 0,42 HR (m\czyzni), VO2max = 65,81 - 0,1847 HR (kobiety), 95% pewno[ci z bBdem oceny ok. 16% dla Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 30 Próba jednej mili wg Kline a do oceny puBapu tlenowego Na podstawie czasu marszu (ok. kwadransa) na 1 mil (1609,34 m.) i czsto[ci serca na koDcu ostatniej wiartki(?) mili (okr\enia stadionu?) VO2max = 132,853 - 0,0769 BW - 0,3877 A + 6,315 G - 3,2649 T1 - 0,1565 HR1-4 gdzie: VO2max - maksymalny pobór tlenu w [ml O2 / kg/ min] ; BW - masa w [kg] ; A - wiek [lat] ; G - pBe [0 - K, 1 - M.]; HR1-4 - czsto[ ttna na koDcu trasy próby, T1 - czas pokonania trasy w [minutach i setnych minut] Próba pojemno[ci pracy (Power Work Capacity) PWC170 i PWC130 wg Wahlunda- Sjöstranda Zastosowa wzgldem badanego dwa ró\ne obci\enia wysiBkiem trwajce po 5-6 min. ( steady state ) z okresem przerwy midzy nimi 5 - 15 min. (optimum 30 min). Pod koniec próby - w trakcie wysiBku - zmierzy czsto[ ttna. Obci\enia nale\y dobra nastpujco: - cykloergometr: I - 1W\kg mc - ok. 60 W; II - 2W\kg mc - ok. 120 W - step-up test: I stopieD h = 36cm ; II stopieD h = 41-46cm Skorzysta ze wzoru na obci\enie przy wchodzeniu na stopieD. M = 0,323 × MC × h × f [W] gdzie: MC [kg]; h [m]; f [1/min] × × × × × × × × × " Skonstruowa wykres zale\no[ci HR od W (obci\enia - mocy wydatkowanej w Watach). " Nanie[ czsto[ci ttna przy obu obci\eniach, poBczy punkty linii, odczyta z wykresu obci\enie odpowiadajce 170\min. i 130\min Maksymalna i dopuszczalna czsto[ serca w zale\no[ci od wieku u niesportowców (wg ró\nych autorów). Wiek w latach HR maksymalne HR dopuszczalne 15 203 20-29 193 170 30-39 185 160 40-49 176 150 50-59 168 140 60-69 162 130 70-79 153 Tak\e (dla przypomnienia) HRmax = 220  wiek [lat] Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 31 PRACA FIZYCZNA TO RUCHY CIAAA REAKCJE RUCHOWE MAJ RÓZNYCH CHARAKTER, W TYM: taksje, odruchy (bezwarunkowe i warunkowe), instynkty, zachowania inteligentne w tym: praksje, kombinacje ruchowe i czynno[ci zintelektualizowane ODRUCH - reakcja adaptacyjna za po[rednictwem UN (w takiej definicji mie[ci si te\ Instynkt i Zachowanie Inteligentne - definicja do kitu!) Auk odruchowy: Receptor - Droga do[rodkowa - O[rodek odruchu - Droga od[rodkowa- Efektor Schemat funkcjonalny - etapy odruchu: ... - Bodziec çø’! Reakcja çø’! Wzmocnienie = Bodziec çø’! ... ptla sprz\enia zwrotnego!! Klasyfikacja odruchów: 1. w zale\no[ci od stopnia zBo\ono[ci: " Reakcje albo Odruchy Proste czyli bez wyboru (typ A wg Dondersa - taki jeden fizjolog z XIX w.), " Reakcje albo Odruchy ZBo\one czyli z wielokrotnym wyborem (typ B), " Reakcje albo Odruchy ZBo\one z wyborem i zaniechaniem (typ C), " Reakcje albo Odruchy Kojarzeniowe (typ D) 2. w zale\no[ci od ... (no wBa[nie: w zale\no[ci od czego?) " Odruchy bezwarunkowe (wrodzone = dziedziczne) i Odruchy warunkowe (wyuczone = nabyte) " Odruchy warunkowe klasyczne (PawBow) i instrumentalne (Skinner) Czy rozró\niasz BODZIEC BEZWARUNKOWY od BODyCA WARUNKOWEGO? Bodziec bezwarunkowy - zmienia stan organizmu, zaburza homeostaz Bodziec warunkowy - nie zmienia stanu organizmu, mo\e by i zwykle jest zapowiedzi bodzca bezwarunkowego (ostrze\eniem przed ...) Krótki Spis Odruchów Wrodzonych, w tym odruchów atawistycznych: odruchy wegetatywne i samozachowawcze, w tym: kichanie, kaszel, mruganie, [linienie, Bzawienie, przeBykanie, wydzielanie soków trawiennych, o. wymiotny, defekacji, mikcji, oddychania, zespóB odruchów kr\eniowo-oddechowych, odruch napinania szyi (w pozycji na brzuchu), odruch chwytny (Darwina) z rk i stóp, (pózniej o. BabiDskiego ze stóp), skrzy\owany odruch kroczenia (z nóg), odruch chodzenia, odruch pBywania, odruch Moro (przeciwupadkowy: wyrzut koDczyn z chwytem i krzykiem), Powstawanie Odruchów Warunkowych czyli Warunkowanie ze wzmacnianiem: f& pozytywnym / negatywnym ; f&f& nieregularnym / po staBej liczbie prób / po staBym czasie od poprzedniej próby Hamowanie Odruchów: f& zewntrzne, f&f& wewntrzne przez: wygaszanie, ró\nicowanie, opóznianie Kategorie czynno[ci motorycznych: - toniczne (napicie podstawowe, np. sztywno[ zdenerwowanego - wiotko[ przysenna lub w omdleniu), - postawne statyczne (postawa podczas pracy), - postawne statokinetyczne (poprawcze, np. Bapanie równowagi po potkniciu), - lokomocyjne (przemieszczanie, chód, bieg, brachiacja), - orientacyjne (spostrzeganie, wodzenie wzrokiem za ..., nastawianie uszu ...), - manipulacyjne = operacyjne (wykonywanie operacji roboczych, tak\e nogami - pilot, kierowca, pianista), - ekspresyjne - komunikacyjne (mimika, np.: u[miech, postawa ciaBa, np.  postawa zbitego psa , mowa, pismo). Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 32 Stereoptyp dynamiczny (PawBow) - ukBad odruchów i czynno[ci wyuczonych stanowicy aktualny repertuar reakcji MOTORYCZNOZ - zespóB reaktywno[ci ruchowej czBowieka lub zwierzcia, charakterystyka reakcji ruchowych, OPIS MOTORYCZNOZCI TREZ RUCHU - skutek, cel ruchu : produkcyjna, sportowa, wyrazowa, bojowa, samoobsBugowa ... etc. IDEA RUCHU - motywacja w tym sensie, w jakim o motywacji mówi psycholodzy i biolodzy CECHY MOTORYCZNE: siBa, szybko[, wytrzymaBo[, zwinno[ = zrczno[ = koordynacja, ... i pochodne. Uwaga: to si da zmierzy - s do tego odpowiednie testy. FORMA PRZESTRZENNA (wg Kurta Meinla) : wBasno[ci strukturalne: struktura fazowa, harmonia wBasno[ci dynamiczne: rytm, pBynno[, transmisja, elastyczno[, wBasno[ci psychiczne: precyzja, antycypacja, nasycenie ruchu, zakres umiejtno[ci Uwaga: to si da mierzy, ksztaBtowa i rozwija np. u sportowców, pracowników, uczniów.... ANALIZA MOTORYCZNOZCI: elementy ruchowe - skurcz jednego mi[nia, jednej grupy w jednym odcinku BaDcucha kinematycznego (zgicie, wyprostowanie, odwiedzenie, przywiedzenie ... itp.) akty ruchowe - równoczesna akcja kilku mi[ni lub grup w kilku ogniwach BaDcucha kinematycznego (cios, krok, skok, skBon ... itp.) dziaBanie ruchowe - zBo\enie nastpczych, dopeBniajcych si aktów prowadzcych do wykonywania sensownej czynno[ci: (chodzenie, piBowanie, krcenie korb, uderzanie ... itp.) czynno[ ruchowa - zBo\enie dziaBaD ruchowych prowadzce do uzyskania elementarnego celu dziaBania (wbicie gwozdzia, napisanie listu na komputerze ... ) postpowanie ruchowe - zbiór czynno[ci okre[lonych celem - ostatecznym wynikiem, skutkiem - znaczeniem adaptacyjnym -  \yciowym : (trening sportowy, praca zawodowa, rekreacja ... ) PRAWO FITTSA Trudno[ ruchu docelowego  ocena wg prawa Fittsa. Prawo Fittsa wi\e szybko[ z dokBadno[ci ruchu: MT = a + b × ID × × × Gdzie: MT  czas ruchu (Motion Time) a, b  stale empiryczne ID - wspóBczynnik trudno[ci (Index of Difficulty) ID = log2 (2 A / W) (istniej inne wzory) A - amplituda ruchu, W - szeroko[ celu (tolerancja) Odwrotno[ wspóBczynnika ID interpretuje si jako wskaznik wykonania - IP (Index of Performance). Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 33 OPIS MOTORYCZNOZCI ROBOCZEJ - THERBLIGI - mikroruchy w karcie mikroruchów Analiza ruchów, analiza mikroruchów, analiza pracy: 10 (lub 18) therbligów (Frank i Lillian Gilberth): siganie, poruszanie, obracanie, podpieranie, chwytanie, puszczanie, kBadzenie, rozkBadanie, ruchy oczu, ruchy nóg i korpusu trajektoria, wydatek energetyczny, szybko[ - wpByw treningu THERBLIGI Ch P N U Z R W Chwyta Pu[ci Nastawi Ustawi ZBczy RozBczy U\ywa S Wp TB Tb Pn Szuka Wybra Przenosi Przemieszcza si Oczekiwa Pu Trz O Pl K Przestój Trzyma Odpoczywa Planowa Kontrolowa Klasyfikacja ruchów sterowania: dynamiczne - statyczne, cigBe - chwilowe, [cigajce - kompensacyjne, docelowe - swobodne, seryjne - pojedyncze, dowolne - zautomatyzowane, balistyczne - korygowane, pod kontrol wzrokow - proprioceptywn - przyrzdow. Ruchy balistyczne w porównaniu z ruchami pod kontrol /w sprz\eniu/ sensomotoryczn szybsze i dokBadniejsze. Charakterystyka ruchów sterowania: " czas reakcji w zale\no[ci od rodzaju odruchu, czsto[ci bodzca, siBy bodzca zgodnie z zasad tolerancji (optimum i wg modalno[ci bodzca) " szybko[ ruchu w zale\no[ci od zasigu (15% - 5% wzrostu czasu ruchu po podwojeniu drogi) w ruchach pojedynczych staBa przy zasigu do 50 cm - zmiana zasigu kompensowana szybko[ci rosnca powy\ej 50 cm w ruchach naprzemiennych (tam i z powrotem) " staBa przy zasigu do 40 cm - zmiana zasigu kompensowana szybko[ci rosnca powy\ej 40 cm mo\na przyspieszy zamieniajc ruch posuwisty na obrotowy " szybko[ ruchu przy obecno[ci technicznych ograniczników zasigu (zapadka, zderzak) 17% - 12% wiksza " szybko[ w zale\no[ci od u\ywanej koDczyny, palca: prawa rka >> lewa rka >> prawa noga >> lewa noga wskaziciel >> [rodkowy >> serdeczny >> maBy " szybko[ w zale\no[ci od kierunku ruchu w pionie >> w poziomie w pBaszczyznie strzaBkowej >> bocznie w pBaszczyznach gBównych >> uko[nie obrotowe >> posuwiste " dokBadno[ w zale\no[ci od u\ywanej koDczyny, palca (jak szybko[): prawa rka >> lewa rka >> prawa noga >> lewa noga wskaziciel >> [rodkowy >> serdeczny >> maBy " dokBadno[ ruchu w zale\no[ci od kierunku i sposobu kontroli w prawa >> w lewo do siebie >> od siebie prawa rka na kontrol kinestetyczn - lewa rka na kontrol somestetyczn (dotyk) " siBa ruchu w zale\no[ci od: f& szybko[ci (równanie Hilla) ; f& zasigu i napicia - rozcignicia pocztkowego, f& kierunku ruchu Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 34 ZASADY ROZWOJU MOTORYCZNEGO: 1. Rozwój ruchowy od generalizacji do specjalizacji bodzca i reakcji:  Aktywno[ zgeneralizowana poprzedza aktywno[ zlokalizowan - wyspecjalizowan 2. Postp w rozwoju ruchowym przebiega w dóB osi cefalokaudalnej i wedle nastpstwa proksimo-dystalnego. Nowe kategorie czynno[ ruchowej pojawiaj si tym pózniej im dalej od mózgu. 3. Rozwój od ruchów symetrycznych przez asymetryczne do zlateralizowanych. Asymetria czynno[ci utrudniona przez zjawisko transferu bilateralnego pobudzeD. 4. Rozwój od ruchów cyklicznych do acyklicznych. Ruchy acykliczne wymagaj hamowania, a zdolno[ do hamowania pobudzeD rozwija si wolno ... 5. Zmiana modalno[ci dominujcej w sprz\eniu sensomotorycznym - od proprio - i tango- do tele- archaicznych i tele- nowoczesnych .. ; od bodzców pierwszoukBadowych do bodzców drugoukBadowych. (I i II ukBad sygnalizacyjny wg PawBowa) 6. Od eksterioryzacji (jawno[ci ruchów) do interioryzacji (niejawno[ci) i intelektualizacji (np. czytanie, budowanie modeli my[lowych) 7. Nowe stereotypy ruchowe ksztaBtowane metod prób i bBdów w cyklu: ... asocjacja - stabilizacja - dysocjacja - reasocjacja - ... na pocztku BaDcucha uczenia nowych ruchów podstawowe odruchy wrodzone (M.Demel, A. SkBad: Teoria wychowania fizycznego ... str 114-115.) REGUAY BIOMECHANICZNE TICHAUERA Pozycja ciaBa " Aokcie trzyma nisko " Redukowa do minimum moment zginajcy krgosBup (nie pochyla si i nie wygin, szczególnie pod obci\eniem) " Uwzgldni roznice anatomiczne i mo\liwo[ci energetyczne/wysiBkowe zwizane z pBci " Optymalizowa konfiguracje pomidzy poszczególnymi segmentami ciaBa (przyjmowa naturalne, niewymuszone pozycje  brak napicia mi[ni i bólu po dBugotrwaBym utrzymywaniu postawy) " Unika obserwacji pola pracy poza stref wygodnego widzenia (maksymalny kt bryBowy = 60 sr ??- PA, niewymagalne skrcanie, pochylanie gBowy ani zwracanie spojrzenia) Relacje i oddziaBywani midzy czBowiekiem a urzdzeniami technicznymi " Nie utrudnia kr\enia krwi poprzez dBugotrwaBy ucisk lub nacisk na mi[nie i naczynia krwiono[ne (ucisk naro\y, zaci[nicie chwytu etc) " Unika wibracji zwBaszcza w zakresach rezonansowych (kilka Hz  kilkadziesit Hz, subiektywnie odczuwalna, jako dr\enie wewntrz) " Stosowa siedzisko umo\liwiajce indywidualne dopasowanie do u\ytkownika " Trzyma rk prosto podczas skrtów przedramienia i ramienia " Unika skupionych nacisków na ko[ci i tkank Bczn (np. klczenie) Relacje zwizane z ruchami ciaBa " Stosowa krótkie ruchy sigania (odpowiednio rozmieszcza przedmioty pracy) i unik sigania dalej ni\ 40 cm w przód. " wykorzystywa naturalne sposoby ruchów, bez wymuszeD " Unika ruchów po liniach prostych " Stosowa tylko dobrze zaprojektowane i wykonane robocze (o wBa[ciwym rozmiarze i mikko[ci) o raz wBa[ciwie uksztaBtowane narzdzia odpowiednie do zadania (bez partactwa i prowizorki) " Projektowa proces pracy tak aby mi[nie byBy obci\one symetrycznie. Czynniki monotonii pracy (wg Górskiej zmor.) " MaBy zakres obserwacji, odbioru bodzców " Jedynie okazjonalna potrzeba/mo\liwo[ zmiany pozycji " Jednostajno[ i rytmiczno[ bodzców " Ograniczone mo\liwo[ci poruszania " Subiektywne wra\enia ciepBa, gorca " Aatwo[ czynno[ci roboczej " Konieczno[ utrzymania uwagi (niemo\no[ odwrócenia uwagi od procesu) Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 35 KONSTYTUCJA SOMATYCZNA CZAOWIEKA A ZDOLNOZ DO PRACY KONSTYTUCJA TO INACZEJ SPOSÓB BUDOWY CIAAA ... I DUSZY ... LUB TYP CZAOWIEKA, ALBO INACZEJ SOMATOTYP Na konstytucj (somatotyp) skBada si: " zespóB cech fizycznych, funkcjonalnych, behawioralnych i psychicznych " w tym reaktywno[ organizmu " zdeterminowany genetycznie " modyfikowany w trakcie ontogenezy " ksztaBtowany pod wpBywem czynników [rodowiska " wynik interakcji genotypu i [rodowiska Konstytucyjne systemy typologiczne maj za podstaw o: " morfologi - wygld: ksztaBt i proporcje ciaBa " udziaB i stan poszczególnych typów tkanek w budowie ciaBa " nasilenie przemiany materii, dynamik regulacji hormonalnej i nerwowej " stereotyp dynamiczny ukBady nerwowego - pobudliwo[ i cechy osobowo[ci " odporno[ immunologiczn, cechy patologiczne i anomalie NA POCZTKU BYAA TYPOLOGIA HIPOKRATESA (IV W PNE) OPARTA O CECHY BUDOWY FIZYCZNEJ " typ suchotniczy " typ apoplektyczny POTEM TYPOLOGIA CHARAKTEROLOGICZNA GALENA I TYPOLOGIA REAKTYWNOZCI NERWOWEJ I.PAWAOWA " typ choleryczny typ pobudliwy " typ sangwiniczny typ \ywy " typ flegmatyczny typ spokojny " typ melancholiczny typ sBaby TYPOLOGIA KONSTYTUCJI PSYCHOSOMATYCZNEJ E.KRETSCHMERA Z 1921 R. (SZKOAA NIEMIECKA) " typ leptosomatyczny (skrajnie - asteniczny) temperament schizotymiczny " typ atletyczny temperament iksotymiczny - barykinetyczny (wiskozyjny) " typ pykniczny temperament cyklotymiczny " typ dysplastyczny Warto[ci wskazników dla typów somatycznych wg Kretschmera M\czyzni Kobiety leptosomatyk atletyk pyknik leptosomatyk atletyk pyknik Wsk. Rohrera (A) <1,12 1,13-1,34 >1,35 <1,22 1,23-1,43 >1,44 Wsk. Rohrera (B) 1,26 1,51 1,61 1,27 14,8 15,3 21,6 23,3 22,6 21,6 23,2 22,2 (a-a)/(B-v)×100 50,3 54,8 58,1 51,7 53,9 56,2 (cir.th)/(B-v)×100 16,4 17,3 17,8 - - - (ic-ic)/(B-v)×100 - - - 56,2 61,8 63,4 (cir.ic)/(B-v)×100 A - wg. M.Kowalewskiej; B - wg J.Mydlarskiego i K.Wizowskiego oraz dla kobiet wg A.Haleczki TYPOLOGIA KONSTYTUCYJNA W.H.SHELDONA (1940) Z MODYFIKACJAMI R.W.PARNELA, B.HEATHA I L.CARTERA: Dokonana na podstawie: " wskaznika endomorfii -otBuszczenia - suma grubo[ faBdu skórno-tBuszczowego na ramieniu, pod Bopatka i na brzuchu (tak\e przy[rodkowo na goleni), " wskaznika mezomorfii - tgo[ci - z szeroko[ci nasad dalszych ko[ci ramienia i uda oraz obwodów mi[niowych ramienia i Bydki (po odjciu grubo[ci faBdu s.-t.) " wskaznika ektomorfii - smukBo[ci - (B-v) / 3"åøMC Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 36 Somatotypy Sheldona z roku 1940 (na podstawie badania 4000 studentów amerykaDskich) " typ endomorficzny 7:1:1 temperament wiscerotoniczny " typ mezomorficzny 1:7:1 (r = 0,80 !!) temperament somatotoniczny " typ ektomorficzny 1:1:7 temperament cerebrotoniczny Punkt centralny rozkBadu somatotypów dla m\czyzn - 444 dla kobiet 433 wiscerotonia - pogoda, towarzysko[, tolerancja, uprzejmo[, pragnienie sympatii, staBo[ nastroju somatotonia - energia, aktywno[, odwaga fizyczna, ch wBadzy, skBonno[ do ryzyka, niewra\liwo[ cerebrotonia - pow[cigliwo[, wyostrzona uwaga, nadreaktywno[, chwiejno[, gynadromorfia - upodobnienie somatotypu midzy pBciami: najcz[ciej u m\czyzn - endomorfów i kobiet - mezomorfów U endomorfów - wcze[niejsze dojrzewanie, czstsze: szpotawo[, ko[lawo[, pBaskostopie \oBdek typu hipertonicznego, wiksza wtroba, wiksza macica, mniejsze nadnercza, U ektomorfów - pózniejsze dojrzewanie, czstsze: skoliozy, odstawanie Bopatek, pBaskostopie zaznaczona pBatowa budowa pBuc, maBe pojemno[ \yciowa, \oBdek typu hipotonicznego  MaratoDczycy s mali i szczupli. Ci\arowcy maj krótkie rce i nogi ...  Dobrze umi[niony, barczysty i dBugonogi Dawid MichaBa AnioBa nie miaBby \adnych szans w innych biegach ni\ sprint. Najodpowiedniejsz konkurencj dla niego byBoby zapewne 400 m. Murzyni Watusi - [rednio po 195 cm wzrostu z narodowym zamiBowaniem do skoków. Masajowie s fenomenalnymi piechurami Akademie wojskowe nie przyjmuj endomorfów. W[ród sportowców prawie nie ma endomorfów. Wg J.M.Tannera, rekordzi[ci to wyBcznie typy z ektomorficzno-mezomorficznej poBowy trójkta somatotypów. ReguB jest mniej ni\ 4 punkty za endomorfi. W Rzymie w 1964: Miotacze kul skupiaj si wokóB 4-6-2; chodziarze (50 km) - 2-4-4, ale nie nadaj si do kuli, mBota, oszczepu; Miotacze z reguBy powy\ej 185 wzrostu. Skoczkowie powy\ej 183 wzrostu. Morfologiczne przystosowanie do dyscyplin biegowych ([rednie warto[ci): Dystans 100 400 800-1500 5000-10000 maraton chód Wzrost 178 185 180 173 170 Masa 73 77 61 Wiek 23 24 25 26-27 30 31 W populacji nietrenujcych beztBuszczowa masa ciaBa stanowi 85% dla m\czyzn i 77% dla kobiet. W populacji trenujcych udziaB tBuszczów jest o poBow do dwóch trzecich mniejszy (5-18% i 6-20%). Typowi siatkarze, koszykarze i miotacze: 200 cm, 100 kg, [redniodystansowcy: 180-185 cm, 60-65 kg, maratoDczycy: 170 cm i <60 kg. Biorc pod uwag typologi konstytucyjn Kretschmera w[ród lekkoatletów mo\na wyró\ni grupy uprawiajce ró\ne zespoBy konkurencji: zespóB: 51-56% A + 33% L ... - biegacze [rednio-, dBugodystansowi, pBotkarze, trójskok, zespóB: 59-65% A + 17-25% L + 12-15% P. - sprint, 400 m., skok w dal i o tyczce, zespóB: 65-72% A + 21-25% P. ... - dyskobol - oszczepnik zespóB: 60-30% L + 25-60% A. ... - bokserzy wag lekkich i [rednich zespóB: 3-20% A + 60-87% A ... - bokserzy wag lekkich i [rednich zespóB: 77% A + 17% P. ... - gimnastycy zespóB: 15% A + 82% P. .... - kula, mBot zespóB: 59% A + 38% P. .... - ci\arowcy zespóB: 65% L + 28% P. ... - siatkarze Charakterystyk zespoBu ustalano obliczajc kolejno: ró\nic midzy wskaznikami [rednimi czystych typów a wskaznikami zespoBów, kwadrat tej ró\nicy, sum kwadratów ró\nic wobec standardów dla typów Kretschmerowskich, odwrotno[ tej sumy, sum odwrotno[ci dla trzech typów Kretschmerowskich, procent jaki stanowi odwrotno[ kwadratu wzgldem uzyskanej sumy odwrotno[ci, Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 37 Próbowano te\ korelowa inne cechy konstytucyjne ze specyficzna sprawno[ci ruchow i wydolno[ci: " wy\sz sprawno[ ruchow (w porównaniu z populacj ogóln Wielkopolski) cechowali studenci o grupie krwi A i grupie Rh(d)+ " wysokosprawni maj w[ród linii papilarnych palców cz[ciej Buki i ptle, za[ rzadziej wiry, " indywidualne typy wzorów bruzd wargowych (I - wyrazne, rzadkie, proste; II - gstsze, zadarte, rozdwajajce si; III - liczne, rozgaBzione, pBytkie; IV - siateczkowate) ró\ni si równie\ ze stopniem sprawno[ci " proporcje wzajemne dBugo[ci placów rk i nóg tak\e wykazuj zró\nicowanie Zbigniew Drozdowski: Antropologia sportowa. Monografie AWF w Poznaniu. PWN 1984 WysmukBo[ ko[ci maBych zwierzt w porównaniu z masywno[ci ko[ca zwierzt wielkich wynika z równania obci\eD pola przekroju ko[ca i zwizku masy z wymiarami liniowymi. MC = km × L3 i S = ks × L2 skd F = MC × g i F / S = L × g × km / ks A wic zakBadajc, \e wytrzymaBo[ ko[ci jest staBa, przekrój ko[ci ro[nie proporcjonalnie do wymiarów czBowieka lub zwierzcia. Paradoksalnie jednak wysoko[ skoku nie zale\y od rozmiarów zwierzcia, a tylko od stosunku siBy mi[ni nóg do ci\aru ciaBa. MC × g × hskoku = Fnóg × hwybicia skd hskoku = Fnóg × hwybicia / (MC × g) [e za[ siBa nóg proporcjonalna do pola przekroju mi[ni, pole przekroju proporcjonalne do kwadratu wymiarów liniowych, a wysoko[ wybicia wprost proporcjonalna do wymiarów liniowych, wysoko[ skoku nie zale\y od rozmiaru ciaBa. Fnóg = kF × L2 i hwybicia = L × hW std hskoku = L2 × L / L3 = 1 (!) Co potwierdza, \e, \e wysoko[ skoku nie jest zale\na od wysoko[ci ciaBa. SBoD podskakuje wic, w pewnym sensie  tak samo wysoko jak mysz albo pchBa. Skoro za[ siBa mi[ni proporcjonalna jest do kwadratu, a ci\ar ciaBa do sze[cianu wymiarów to maBe zwierzta maj lepszy wskaznik no[no[ci (udzwigu) ni\ du\e. Mrówka dzwiga wielokrotno[ ci\aru swego ciaBa, my za[ mamy kBopot z cz[ci ci\aru wBasnego. Z faktu, \e okres wahania wahadBa matematycznego (T) ro[nie z jego dBugo[ci (L) równie\ wynikaj konsekwencje dla biologii i rozwoju. T = 2 À "åø(L/g) W rzeczywistym wahadle fizycznym okres zale\y od pierwiastka z iloczynu ramienia (L), masy (m) i przyspieszenia ziemskiego (g), podzielonego przez moment bezwBadno[ci (I) pomno\ony przez przyspieszenie ktowe (±). Zatem we wzorze w miejsce (L / g) nale\y podstawi: (m g L) / (I ±) . Std, im dBu\sza i ci\sza koDczyna, tym wolniej da si ni macha - tym wolniejsze, acz dBu\sze, s pojedyncze kroki. Odchudzajc dBugie nogi (koD. sarna) mo\na jednak przystosowa je do szybszego tempa ruchu. Std te\ dzieci, myszy i drobne ptaki szybko drobi, a stateczne matrony, mistrzowie sumo i sBonie wolno i dostojnie krocz. Równie\, krótsze nogi kobiet powoduj, \e stawiaj one kroki nie tylko krótsze ale i w wikszym tempie - z wiksz czsto[ci ni\ m\czyzni. W biegu koDczyn trzeba za[ naprzemian to skraca to wydBu\a, aby jej moment bezwBadno[ci byB dostosowany do szybko[ci ruchu. Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 38 DYMORFIZM PACIOWY A KONSTYTUCJA Dymorfizm pBciowy czBowieka - typowy dla gatunków poligamicznych, - fizyczny [rednio wyra\ony, - przecitnie wyra\ajcy si 8% ró\nicami morfometrycznymi, - zewntrznie przejawiajcy si drugorzdowymi i trzeciorzdowymi cechami pBciowymi pierwszorzdowe cechu pBciowe to gonady drugorzdowe cechy pBciowe to genitalia, trzeciorzdowe cechy pBciowe to piersi, ró\nice budowy ko[ca, owBosienia, tak\e cechy psychiczne, rola spoBeczna). Ró\nice przecitnego wzrostu m\czyzn i kobiet 10-12 cm Ró\nice sigów 5-40 cm midzy pBciami Typologiczne ujcie dymorficznych ró\nic w budowie ciaBa: TYP MSKI: TYP [ECSKI: silna budowa górnych cz[ci ciaBa, karku i obrczy mniejsza wysoko[ i masa ciaBa, barkowej, drobniejsza gBowa, bardziej dziecice proporcje twarzy, du\a gBowa, wystajcy profil twarzy, bardziej zaokrglone ksztaBty, relatywnie dBu\szy wskie biodra, relatywnie krótszy tuBów i dBu\sze tuBów, krótsze koDczyny przy czym górne krótsze koDczyny(!!), wzgldem dolnych w porównaniu do m\czyzn, otBuszczenie 15-18% mc, mi[nie 42% mc, znaczniejsze otBuszczenie (24-28% mc) skupione gBównie w obrczy biodrowej, wiksze zró\nicowanie osobnicze subtelniejsza budowa ko[ca i sBabsze mi[nie (36% mc), luzniejsze torebki stawowe, wiksza gibko[ i precyzja ruchów, ni\ej [rodek ci\ko[ci ciaBa, mniejsza - tak\e relatywnie - pojemno[ pBuc i serca, wy\sza czsto[ ttna, o 50% mniejsza siBa mi[niowa i o 25-30% mniejsza ni\ u m\czyzn wydolno[ fizyczna, ni\sza przemiana podstawowa, wy\sza odporno[, mniejsze zró\nicowanie osobnicze Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 39 Ró\nice w czynno[ciach nerwowych midzy pBciami i ich podBo\e KOBIETY M[CZYyNI " wiksza zdolno[ magazynowania informacji " pamitaj informacje gdy s powizane ze sob nieistotnych i przypadkowych " mózg bardziej wyspecjalizowany: " mniej wyrazny podziaB funkcji midzy praw i lew Prawa póBkula - umiejtno[ci przestrzenne póBkul - obie bior udziaB w czynno[ciach Lewa póBkula - umiejtno[ci jzykowe werbalnych i wizualnych " rozproszenie o[rodków odpowiedzialnych za " skupienie o[rodków jzykowych (gramatyka, gramatyk, ortografi i fonetyk z przodu i z tyBu ortografia, fonetyka) z przodu lewej póBkuli - lewej póBkuli - gorsze zdolno[ci jzykowe, wiksze wiksze zdolno[ci jzykowe, szybciej i Batwiej ucz trudno[ci z gramatyk i ortografi, czstsze si czyta (tak\e z powodu wikszych zdolno[ci dysleksje sBuchowych) " lepiej radz sobie w testach wymagajcych " lepiej rozwizuj testy sBowne, preferuj umiejtno[ci wzrokowo-przestrzennych komunikacj werbaln " lepsza orientacja przestrzenna dziki bardziej " gorsza orientacja przestrzenna z powodu wikszego wyodrbnionemu obszarowi w mózgu rozproszenia o[rodków " sBabsza intuicja wskutek gorszego Bczenia inf. " lepsza intuicja - wskutek lepszej komunikacji wzrokowych i werbalnych (?) midzy o[rodkami werbalnymi i wzrokowymi - " trudno[ w wyra\aniu uczu z powodu proporcjonalnie wiksze ciaBo modzelowate ograniczonego przepBywu informacji midzy " Batwo[ w wyra\aniu uczu - lepsze poBczenie o[rodkami emocji w prawej póBkuli do o[rodków midzy o[rodkami emocji w prawej i lewej póBkuli werbalnych w lewej póBkuli, wiksza zdolno[ do oraz o[rodkami mowy; std wiksza trudno[ w "chBodnej", rzeczowej analizy sytuacji oddzieleniu emocji od rozumowania " preferuj zabawy zwizane ze [wiatem " w dzieciDstwie preferuj zabawy oparte na przedmiotów i jego przeksztaBcaniem relacjach midzyludzkich " preferuj samodzielne dociekania i rozwizywanie " w szkole ucz si w oparciu o technik: "ja mówi zadaD - ty sBuchasz" " z wiekiem ro[nie znaczenie osigni szkolnych i " u nastolatek zmniejsza si znaczenie osigni motywacja do nich szkolnych i motywacja do nich " preferuj zawody, w których dominuj czynno[ci " preferuj zawody, wi\ce si z interakcjami mechaniczne lub dziaBalno[ teoretyczna midzyludzkimi " brak cyklicznych zmian emocjonalnych, ogólnie " silniejsze wahania i zmiany nastroju w cyklu sBabsza emocjonalno[ w porównaniu z kobietami, miesiczkowym pod wpBywem hormonów a jej rysem charakterystycznym jest agresywno[ Estrogeny - zwikszaj aktywno[ neuronów co uwarunkowana dziaBaniem testosteronu na mski prowadzi do wikszego o\ywienia i wydolno[ci mózg, zwBaszcza w okresie dojrzewania. Z tego umysBowej oraz wra\liwo[ci zmysBowej w fazie wynika silna tendencja do rywalizacji, dominacji i folikularnej cyklu miesiczkowego rozwizaD siBowych, a tak\e zachowaD Progesteron - zmniejsza przepByw krwi w mózgu i przestpczych. Testosteron potguje umiejtno[ci metabolizm neuronów co powoduje wiksz wzrokowo przestrzenne, pobudza mózg, uBatwia ospaBo[ i mczliwo[, obni\a libido i stabilizuje koncentracj i zwiksza jego odporno[ na emocjonalnie w fazie lutealnej cyklu miesicznego zmczenie i znu\enie. ZespóB napicia przedmiesiczkowego objawiajcy si zwykle "hu[tawk nastrojów" wywoBany jest spadkiem st\enia estrogenów i progesteronu [na podst. ksi\ki A. Moir, D. Jessel - PBe mózgu, PIW 1993] Praktyczny zarys fizjologii pracy © dr hab. P.Aaszczyca UZl 2003 40

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Konspekt z wykładu 4
Konspekt wykładu r różniczkowy funkcji jednej zmiennej(1)
konspekty wykladow z 8 czerwca
Konspekt wykładów z Podstaw automatyki wykład 5
DEMOGRAFIA Konspekt wykładu 12 13
0 konspekt wykladu PETid26
IX 1 dr M K Grzegorzewska konspekt wykładu 2011
DEMOGRAFIA Konspekt wykładu 1
DEMOGRAFIA Konspekt wykładu 6 8
DEMOGRAFIA Konspekt wykładu 4 5
Dzieje krajoznawstwa konspekt wykladu
Stany zagrozenia konspekt wyklad
koncepcja Bobath konspekt wykladow
Konspekt wykładów
Gruntoznawstwo konspekt wykladow GP
DEMOGRAFIA Konspekt wykładu 3

więcej podobnych podstron