wyklad 4.pdf
Post on 11-Jan-2017
253 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Fizjologia człowieka
Osoby prowadzące przedmiot:
Prof. nadzw. dr hab. Zbigniew Jastrzębski zb.jastrzebski@op.pl
Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu w Gdańsku
Katedra Promocji ZdrowiaZakład Biomedycznych Podstaw Zdrowia
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Uwarunkowania metaboliczne i bioenergetyczne funkcjonowania organizmu.
Temat wykładu 4
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Metabolizm
Zmiany metaboliczne podczas długotrwałych wysiłków fizycznych ogólnie charakteryzują się:
� udziałem przemiany tłuszczów w pokrywaniu kosztu energetycznego pracy mięśniowej, przy zmniejszaniu wartości R,
� większym udziałem glukozy wytwarzanej na drodze glukoneogenezy w puli metabolizowanych węglowodanów,
� zmniejszeniem się zasobów glikogenu w wątrobie i w mięśniach
� wzrostem wytwarzania w wątrobie i zuŜywania w mięśniach ketokwasów.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.273
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Kontrola procesów fizjologicznych i biochemicznych jest prawą waŜna. Organizm nie moŜe pozwolić sobie na brak kontroli nad procesami wewnętrznymi. Na przykład wewnętrzna temperatura ciała podczas wysiłku fizycznego nie moŜe się wahać w szerokim zakresie i wrastać powyŜej punktu, w którym tkanki mogłyby zostać uszkodzone lub zniszczone. Organizm zapobiega takim sytuacjom, utrzymując HOMEOSTAZ Ę.
K. Birch i wsp. [2008] Krótkie wykłady FIZJOLOGIA SPORTU. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa, str.110
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Stałość środowiska wewnętrznego –HOMEOSTAZA
W pojęciu homeostazy mieści się wiele zjawisk:
� utrzymanie stałej temperatury ciała (izotermia),
� utrzymanie prawidłowych objętości przestrzeni wodnych ustroju,
� utrzymanie prawidłowych ciśnień fizycznych oraz stęŜeń chemicznych i elektrochemicznych.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.388-389
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Termoregulacja
W organizmach stałocieplnych, których przedstawicielem jest człowiek, temperatura wewnętrzna jest jednym z najbardziej istotnych i najbardziej regulowanych parametrów.
Polega to na dostosowywaniu ilości ciepła wytwarzanego ustroju, w procesach metabolicznych, i ciepła wymienianego między organizmem a otoczeniem do potrzeb bilansu cieplnego w zmiennych warunkach środowiska termicznego, w których moŜe znaleźć się człowiek.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.419
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
W zróŜnicowanych warunkach termicznych środowiska lub podczas zwiększonej aktywności ruchowej temperatura poszczególnych narządów i tkanek podlega niejednakowym zmianom.
Wahania temperatury mózgu są najmniejsze, natomiast temperatura pracujących mięśni moŜe ulec znacznemu podwyŜszeniu.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.419
Termoregulacja c.d.
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Wymiana ciepła między organizmem a otoczeniem
Cały proces dzieli się na cztery podstawowe sposoby:1. konwekcji – czyli przenoszenia ciepła na skutek ruchu cieczy lub gazu ze środowiska cieplejszego od zimniejszego,2. przewodzenia, które zaleŜy od róŜnicy temperatury pomiędzy powierzchniami pozostającymi w bezpośrednim kontakcie,3. promieniowania – emitowanego nie tylko przez słońce i urządzenia grzewcze, ale równieŜ przez powierzchnię ciała,4. parowania potu, które odgrywa główną rolę w eliminacji ciepła zarówno przy obciąŜeniu ciepłem gazowym (ekspozycja do gorąca), jak i endogennym (np. wysiłek fizyczny).
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.420
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Rycina
Rycina 1. Usuwanie ciepła ze skóry. Ciepło jest dostarczane za powierzchnię skóry przez krew tętniczą drogą konwekcji oraz przewodzenie poprzez tkankę podskórną. [Górski, 2010]
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Efektory termoregulacji
NajwaŜniejszymi efektorami termoregulacji są u człowieka: układ krąŜenia, odpowiedzialny m.in. za wielkość skórnego przepływu krwi, gruczoły potowe, a ponadto mięśnie szkieletowe, tkanka tłuszczowa, wątroba i niektóre hormony determinujące wytwarzanie ciepła.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.422-424
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Reakcje termoregulacyjne na gorąco
Usuwanie nadmiaru ciepła z organizmu w wysokiej temperaturze otoczenia zachodzi na skutek rozszerzenia naczyńkrwionośnych skóry i zwiększenia skórnego przepływu krwi, co przyspiesza przenoszenie ciepła z wnętrza ciała na jego powierzchnie.
Prawie jednocześnie pobudzana jest czynność gruczołów potowych przez impulsy docierające do nich cholinergicznymi włóknami współczulnymi.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.424
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Parowanie potu z powierzchni skóry powoduje utratęznacznych ilości ciepła.
Wyparowanie 1L potu usuwa powiem z organizmu 580 kcal ciepła.
NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe wraz z potem oprócz wody tracone są elektrolity, takie jak sód (Na), chlor (Cl) i potas (K).
Reakcje termoregulacyjne na gorąco c.d
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.424
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Reakcje termoregulacyjne na zimno
Niska temperatura otoczenia przyczynia się do skurczu naczyńkrwionośnych skóry i zmniejszenia objętości przepływającej przez nie krew, co jest faktem aktywacji współczulnego układu nerwowego i działania uwalnianej noradrenaliny na błonęmięśniową skórnych naczyń krwionośnych.
W wyniku tych zmian zmniejsza się róŜnica temperatury pomiędzy powierzchnią skóry a zimnym otoczeniem, co prowadzi do ograniczenia utraty ciepła z organizmu.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.424
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Regulacja hormonalna
Hormon jest to substancja chemiczna wytwarzana i wydzielana przez wyspecjalizowane komórki i gruczoły, wywierająca wpływ na komórki docelowe, posiadające receptory swoiste dla danego hormonu.
Hormony są chemicznymi przekaźnikami ustroju.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.296
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Hormony działają na:
� komórki, przez które zostały wydzielone –działania autokrynne,
� sąsiednie komórki – działania parakrynne,
� komórki odległe, hormony przenoszone są
przez układ krwionośny – działanie endokrynne.
J. Górski [2010] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str.296
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Mechanizmy kontrolujące mobilizacjęsubstratów energetycznych.
Tylko nieliczne tkanki dysponują zapasami substratów energetycznych, umoŜliwiającymi im pokrywanie całkowitego zapotrzebowania energetycznego przez utlenianie substancji zgromadzonych wewnątrz ich komórek.
Większość tkanek zarówno w warunkach podstawowego, jak i zwiększonego wydatku energetycznego wykorzystujęglukozę i WKT, ketokwasy lub aminokwasy wychwytywane z krwi. S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do fizjologii klinicznej. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, str. 82
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
GLIKOLIZA
Energia uwalniana w toku glikolizy w procesach utleniania wykorzystywana jest do syntezy wysokoenergetycznych fosforanów:
� 1,3-dwufosfoglicerynianu� fosfoenylopirogronianu.
Hydrolizie tych związków towarzyszy duŜa zmiana (zmniejszenie) energii swobodnej, większa niŜ w hydrolizie swobodnej.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.39
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA
Mechanizm fosforylacji ADP podczas transportu elektronów przez łańcuch znany jest jako fosforylacja oksydacyjna.Aby proces ten mógł przebiegać, niezbędna jest nienaruszona wewnętrzna błona mitochondrialna.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.39
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
W myśl hipotezy chemiosmotycznej energia uwalniana podczas reakcji utleniania pierwotnie jest wykorzystywana do transportu jonów wodorowychprzez błonę wewnętrznąmitochondriów na zewnątrz, w wyniku czego powstaje gradient osmotycznyw poprzek tej błony.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.39
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Energia chemiczna
Jest przekształcana w potencjalną energięosmotyczną. Ta energia jest następnie zamieniana z powrotem na energię chemicznąwiązań wysokoenergetycznych ATP.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.39
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Reakcje tlenowe
� CYKL KREBSA
� BETA OKSYDACJA
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
CYKL KREBSA reakcja tlenowa
W obecności tlenu kwas pirogronowy przechodzi z cytoplazmy do mitochondrium, gdzie ulega tzw. dekarboksylacji oksydacyznej. W jej wyniku tworzony jest acetylo-CoA. Reakcje te katalizuje kompleks enzymatyczny o nazwie dehydrogenezapirogronianowa. Acetylo-CoA wchodzi następnie w cykl reakcji, zwany cyklem kwasu cytrynowego,
cyklu Krebsa bądź teŜ cyklem kwasów trikarboksylowych.J. Górski [2008] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa, str. 437-348
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Zarówno Cykl Krebsa, jak teŜ proces glikolizy sprzęŜone są z łańcuchem enzymów oddechowych. Czynności tego łańcucha prowadzi do wytworzenia ATP w procesie nazwanym fosforylacją oksydacyjną.
W kaŜdym obrocie cyklu Krebsa generowanych jest 12 cząsteczek ATP. Łącznie na drodze glikolizy tlenowej z jednego mola glukozy powstaje 38 moli ATP.
J. Górski [2008] Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa, str. 348
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Rycina 2. Schemat cyklu kwasu cytrynowego. Cykl ten zachodzi jedynie w mitochondriach. [Górski, 2010]
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
BETA OKSYDACJA
Proces β-oksydacjizachodzi w matrixiemitochondrium u eukariotów i w cytozolu u prokariotów. Kwasy tłuszczowemuszą najpierw w reakcji z udziałem ATP zostać zamienionew aktywny metabolit, aby mogły reagować z enzymamiodpowiedzialnymi za ich dalszy metabolizm. W całym szlaku degradacji kwasów tłuszczowych jest to jedyny etap, który wymaga energii zawartej w ATP.
S. Kozłowski, K. Nazar [1984] Wprowadzenie do FIZJOLOGII klinicznej. PZWL Warszawa, str.39
Materiały informacyjne dla studentów AWFiS kierunku Turystyka i Rekreacja
Bibliografia
Krótkie wykłady FIZJOLOGIA SPORTU.K. Birch, D. MacLaren, K. George, 2008
Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego.J. Górski, 2010
Wprowadzenie do fizjologii klinicznej.S. Kozłowski, K. Nazar, 1984
top related