r V V FYZIOLOGIE TELESNE ZATEZE disciplína zabývající se vlivem tělesné zátěže na stavbu a funkci lidského těla REGULACE Regulace - soubor fyziologických procesů udržujících stálost vnitřního prostředí organismu nervové humor ální Zpětná vazba - děj při němž odpověď na signál zpětně ovlivňuje činnost signálu Negativní zpětná vazba - původní vyvolávací signál je působením odpovědi zmenšen. Realizuje se udržování určitého parametru na konstantní úrovni Pozitivní zpětná vazba - odpověď původní signál zesiluje, což vede k zesílení dopovědi. REAKCE A ADAPTACE Reakce - bezprostřední odpověď na zevní podnět, vždy stejná, geneticky zakotvená Adaptace - schopnost živé hmoty přizpůsobovat se různým vlivům prostředí při opakování stejných stimulů - biologicky výhodné funkční změny organismu směřující k udržení homeostatické rovnováhy v daných podmínkách - po oslabení podnětů postupně mizí adaptační syndrom - soubor adaptačních mechanismů 1. Etapa - poplachová reakce - bezprostřední reakce při prvním setkání se stresorem, organismus reaguje nepřiměřeně, většinou ve větším rozsahu, než je účelné 2. Etapa - stadium adaptace - při opakovaném působení stejného stresoru se reakce omezuje na systémy významné pro účelnou odpověď na danou situaci 3. Etapa - stadium destrukce - intenzívní působení stresoru za nepříznivých podmínek, nestačí-li organismus působení stresoru potlačit, nastupuje selhání a organismus hyne SVALY Kosterní sval Srdeční sval Hladký sval EXCITABILITA - schopnost svalu odpovědět na stimulus vytvořením a vedením akčního potenciálu KONTRAKTILITA - schopnost svalu se stahovat a vyvíjet napětí za současného výdeje energie EXTENSIBILITA - schopnost svalu být natažen ELASTICITA - schopnost svalu se vrátit do klidové délky buď po natažení nebo zkrácení 1 u.m 10-100 u.m 100-1 000 um myofibrila svalové vlákno svazek vláken = buňka pruh I aktin tropomyozin troponin myozinova molekula ploténka Z myozinova hlavice 10 nm sarkomera pruh A linie Z akt i nové f i lament u m sarkomera proužek H ploténka 2 proužek A 1,6 [im proužek I 1589 88 ;;r>!j \»—myelinová pochva axon motoneuronu motorická pioténka MOTORICKÁ PLOTENKA {synapse) přenos vzruchu motoneuronu na svalové vlákno MOTORICKÁ JEDNOTKA počet vláken inervováných jedním motoneuronem acetylcholinová vezikuta nervové zakončeni.. svalové vlákno spojení aktin-myozin ĚĚÉBĚ klouzavý pohyb odpojení hlavic narovnaní hlavic příchod akčního potenciálu £ longitudinal™ in ■uummmrumm \\\ \ i\ jednotlivá svaloválj— oblast sumace trhnutí \\ hladký |-| tetanus T 0 1 vlnitýl tetanus vlnitýl tetanus Reflexní tonus - asynchronní aktivace motorických jednotek čas [s] 31 Kosterní sval Příčné pruhování Myofibrily se sarkomerami Zdroj Ca2+: v sarkoplazmatickém retikulu Nervový systém Srdeční sval Příčné pruhování Myofibrily se sarkomerami Zdroj Ca2+: v sarkoplazmatickém retikulu a extracelulárne Hladký sval Bez pruhování Rozptýlený aktin a myozin Zdroj Ca2+: extracelulárne (sarkoplazmatické retikulum) Vlastní zdroj Vlastní zdroj rytmicity, rytmicity, hormony, hormony, lokální autonomní chem. faktory, nerv. systém autonomní nerv. systém, protažení METABOLISMUS Souhrn veškerých dějů, které probíhají uvnitř organismu a které slouží k tvorbě látek potřebných pro činnost organismu KATABOLISMUS rozklad látek za současného uvolnění energie ANABOLISMUS tvorba látek za současné spotřeby energie ENERGETICKY METABOLISMUS VYSOKOENERGETICKE FOSFÁTOVÉ SLOUČENINY ATP: adenosin - P03 ~ P03 ~ P03 CrP: kreatin£PO r V ZÁKLADNI ŽIVINY cukry tuky (glukóza) (glycerol, volné mastné kyseliny) bílkoviny (aminokyseliny) DEPOTA ŽIVIN glykogen játra, svaly neutrální lipidy -►tuková tkáň (bílkoviny--------►játra, svalovina, slezina) GLUKONEOGENEZE • laktát • pyruvát • aminokyseliny • meziprodukty citrátového cyklu aminokyseliny KALORIMETRIE Kalorimetrcká bomba Přímá kalorimetrie teploměr zapálení izolace voda — spalovací komora testovaná látka 'zduch cukry: 17,2 kJ/g tuky: 38,9 kJ/g bílkoviny: 23 ■* 17,2 kJ/g vzduch izolace pokusné zvíře Nepřímá kalorimetrie měřítkem energetické přeměnyy je spotřeba kyslíku respirační kvocient (RQ) poměr respirační výměny (R) CO O. METABOLISMUS SVALU - restituce A TP MYOKINÁZOVÁ REAKCE ADP + ADP------► ATP + AMP LOHMANNOVA REAKCE CrP + ADP + H+------► Cr + ATP + H20 GLYKOLYTICKA FOSFORYLACE (anaerobní) Při odbourávání glukózy bez spotřeby kyslíku je uvolněna energie glukóza------► laktát + 2 ATP OXIDAČNÍ FOSFORYLACE (aerobní) Při odbourávání látek {glukóza, laktát, volné mastné kys., aminokyseliny) za přítomnosti kyslíku je uvolněna energie glukóza + 6 02------► 6 C02 + 6 H20 + 36 ATP ENERGETICKÉ Kosterní ATP svaly CrP Glykogen -anaerobně -aerobně TAG proteiny Krev glukóza NEMK TAG Játra glykogen Tuková tkáň lipidy ZÁSOBY SVALU Tvorba A TP 10 kJ 30 kJ 6 600 kJ 4,5 mol/min 3,0 mol/min 600 kJ 6 000 kJ 11 000 kJ 160 000 kJ 2,0 mol/min 0,75 mol/min 0,4 mol/min 0,01 mol/min 300 kJ 15 kJ 150 kJ 0,75 mol/min 0,4 mol/min 0,1 mol/min 1 500 kJ 0,75 mol/min 560 000 kJ 0,40 mol/min TYPOLOGIE SVALOVÝCH VLÁKEN rezistentní k unavitelnosti červené vlákno pomalé oxidatívni vlákno rezistentní k unavitelnosti červené vlákno t 11 A^ rychlé oxidativně- lyp II. r\J rrlvknlvtirkp vlákr glykolytické vlákno unavitelné bílé vlákno rychlé glykolytické vlákno TYPOLOGIE SVALOVÝCH VLÁKEN rezistentní k |1MRKHBM!| ( u/n i ^ pomalé oxidatívni unavitelnosti |agláBU«i&ifiiiJ \IjP '■/ vlákno ^^^ • vysoký obsah myoglobinu r • bohatá na mitochondrie • obsahují méně glykogenů • obsahují více triacylglycerolů •bohatá kapilární síť •trvání kontrakce po impulsu až 100 ms VYTRVALOSTNÍ PRÁCE pomalejší kontrakce s větší silou TYPOLOGIE SVALOVÝCH VLÁKEN unavitelné SIS (tVD 11. B ) vlákno nízký obsah myoglobinu nižší počet mitochondrií bohatá na glykogen nízký obsah triacylglycerolů řidší kapilární síť trvaní kontrakce po impulsu 10 - 40 ms rychlostní prace rychlé silové kontrakce nedlouhého trvání DRUHY SVALOVÉ ČINNOSTI ČINNOST STATICKÁ převažuje svalová síla ve výdrži s minimální změnou svalové délky ČINNOST DYNAMICKÁ rytmické střídání kontrakce a relaxace se změnou svalové délky, s různou účasti svalového působení DRUHY DYNAMICKÉ SVALOVÉ ČINNOSTI ČINNOST SILOVÁ ^ohybová činnost se zdůrazněnými silovými nároky, cdy trvání kontrakce je delší než trvání relaxace ČINNOST RYCHLOSTNÍ ^ohybová činnost s velmi rychlým střídáním contrakcí a relaxací ČINNOST OBRATNOSTNÍ pohybová činnost, kde je důležitá jemná koordinace svalové činnosti ČINNOST VYTRVALOSTNÍ pohybová činnost, kde se klade důraz na dlouhodobou svalovou činnost Trvání výkonu Využití substrátu Tvorba kys. mléčné Typy sval vláken Rychlostní do 15s ATP, CrP střední Prevažne (maximální) IIB Rychlostně 15s-50s ATP, CrP, max. IIB - vytrvalostní (submaximální) glykogen (glykolýza) a IIA Vatrvalostní - krátkodobá do 120s glykogen (glykolýza a oxidace) velmi vysoká IIB a IIA - střední do 11 min glykogen (oxidace) střední - malá IIA - dlouhodobá nad 1 hod Glykogen, lipidy (oxidace), extracelulární zdroj velmi malá e IA ODPOVĚĎ ORGANISMU NA ZÁTĚŽ DYNAMICKÁ SVALOVÁ ČINNOST iniciálnífáze nízká zátěž do 2 min střední zátěž do 3 min rovnovážný stav funkce j sou stabilizovány na určité úrovni (zátěž nízké nebo střední úrovně s převládajícím aerobním způsobem získávání energie) dlouhodobé zatížení více než 20-30 min metabolismus probíhá v rovnovážném stavu za plné dodávky kyslíkem maximální zátěž zotavení po zátěži období následující po skončení tělesné zátěže r v STATICKÁ SVALOVÁ ČINNOST INICIALNI FAZE podíl energie [*/JI štěpení ATP štěpeni CP 50- F V ROVNOVÁŽNY STAV převážně aerobní způsob premeny energie 70 kg vážící muž: tuky cukry 260 000 - 520 000 kJ 8 500 kJ 350 g svalového glykogenu 80 - 90 gjaterního glykogenu 20 g rozpuštěné glukózy v tělních tekutinách bílkoviny 125 000 - 160 000 kJ (využitelno pouze 20%) adaptovaný neadaptovaný glukóza v krvi tí inzulín & mastné kyseliny tr a laktát tr růstový hormon kortizol ť 3-5krát t DLOUHODOBÉ ZATÍŽENI střednědobá zátěž (20-30min) převaha metabolismu cukrů dlouhodobá zátěž převaha metabollismu tuků ■► čerpání glukózy z krve í krevní hladina glycerolu +VMK V7 svalový glykogen (40 - 60 min) ůlaktát (10-15 min) —► í lipolýza r r r v v MAXIMÁLNI ZATEZ intermitentní zátěž 20 - 30 s----► zdroj pouze z makroergních fosfátů zátěž 2-3 min ------► f glykolytická fosforylace --------► í laktát vzestup laktátu____. n TT____^ zastavení , u , u . T * U pH ► ------► ^energie nad horní hranici tosiorylace ° v \z ZOTAVENI PO ZATEZI Vo-[mLmia-fJ 1000- 750- 500- 250- 2 Oj-deficit —r -1 fc setrvá íý «ta r T 2 zátěž T- 4 5 6 10% úhrada zásob kyslíku v krvi 5% úhrada zásob kyslíku v myoglobinu 15-20% resyntéza ATP a CP 40% glukoneogeneze v játrech z laktátu 1 T 2 k\i±V0í T 4 T 5 6 7 Umíní STATICKÁ SVALOVÁ ČINNOST v r \^ v kontrakce malé sily do 15% max. kontakční sily kontrakce velké síly nad 60% max. kontakční síly prevažne oxidační fosforylace pouze glykolytická fosforylace kontrakce střední síly ____► U oxidační fosforylace 15% - 60% max. kontakční sily í glykolytická fosforyl v \z ADAPTACE NA ZATEZ ČINNOST SILOVÁ ADP + ADP—►ATP + AMP hypertrofie vláken II B, í aktivita myokinázy ČINNOST RYCHLOSTNÍ íobsahu a utilizace ATP a CP, hypertrofie vláken II B ČINNOST RYCHLOSTNĚ-VYTRVALOSTNÍ (~2min) í aktivita glykolytického systému, íutilizace glykogenu v II. ftpufrovací kapacity ČINNOST VYTRVALOSTNÍ í mitochondrií, í aktivita enzymů dýchacího řetězce, í kapilarizace, hypertrofie I, možná konverze z II —► I(?), í hladiny svalového glykogenu o 100%, í aktivita lipázy