ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Závěrečný úkol

•
•
Martin Komínek
Martin Komínek
1 of 4
Download to read offline
Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Argumentace výběru tématu Fyziologie je jedna z nejdůležitějších lékařských disciplín, která spojuje poznatky teoretických předmětů do jednoho logického celku. Zanedlouho budu z tohoto předmětu skládat zkoušku, takže popisované téma je jen logickým vyústěním toho, co je zrovna v popředí mého současného zájmu. Vybral jsem si takovou kapitolu fyziologie, o které jsem přesvědčen, že bude zajímavá nejen pro studenty medicíny, ale i pro každého, kdo má rád sport, zvlášť když je téma tělesné kultury v současné době stále více rozebíráno „vědeckýma“ očima. Tělesné změny v průběhu fyzické práce Anotace Svalová práce je krásným příkladem toho, jak se chemická energie ukrytá v makroergních vazbách molekul ATP může přeměnit v energii mechanickou. Tělo se svými dokonale sladěnými regulačními mechanismy dokáže na zvýšenou poptávku energie během svalové práce přizpůsobit. Dokument je shrnutím těchto mechanismů a dává je do souvislosti. Zrychlený dech a vyšší tepová frekvence jsou konečným důsledkem funkce několika chemoreceptorů, které bedlivě střeží obsah dýchacích plynů v krvi zejména tam, kde jsou nároky na dostatečné zásobení kyslíkem vysoké. Klíčová slova:  ATP – Adenosintrifosfát; univerzální biologické „energetické platidlo“. Obsahuje dvě makroergní vazby.  Makroergní vazba – Taková chemická vazba, při jejímž štěpení se uvolňuje velké množství energie.  Parciální tlak – Dílčí tlak dýchacího plynu v krvi, značí se PO2/PCO2 a bývá pro každý plyn v různých částech krevního řečiště jiný. Jejich místní rozdíly umožňují např. difuzi kyslíku z plicních sklípků do alveolárních kapilár, nebo naopak uvolnění kyslíku z hemoglobinu do tkání.  Minutový srdeční výdej – Množství krve, které je vypuzeno levou komorou za jednu minutu. Vypočítá se jako součin tepové frekvence a systolického objemu.  Minutová ventilace - Množství vzduchu (nikoliv kyslíku!!!), které vydýcháme za jednu minutu. Vypočítá se jako součin dechové frekvence a dechového objemu. 1
Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Úvod Práce svalu je umožněna díky biochemické interakci dvou svalových bílkovin – aktinu a myozinu. Během svalové práce se mezi těmito bílkovinami vytváří chemické vazby, které jsou buď trvalé (při udržovací statické práci), nebo se postupně přerušují a zase vznikají na jiném vazném místě molekuly aktinu (při dynamické práci). Jak vznik, tak udržení chemických vazeb mezi aktinem a myozinem jsou děje energeticky náročné a spotřebovávají energii ve formě ATP (adenosintrifosfát). Zvyšují se nároky svalu nejen na energetický přísun, ale také na dodávky kyslíku a odvod zplodin metabolismu ze svalu ven. Konečným důsledkem tělesných regulačních mechanismů je zrychlení oběhu krve, který je umožněn zvýšenou tepovou frekvencí a zvýšená dechová frekvence, která pokrývá větší poptávku po kyslíku. Adaptace oběhového systému na fyzickou námahu Během svalové práce stoupá spotřeba kyslíku až 500krát oproti fyzickému klidu. Tyto obrovské nároky jsou důsledkem principu syntézy ATP. Sval sice dokáže syntetizovat ATP i bez kyslíku, ale výtěžnost této reakce není dostačující, dostavuje se rychlá únava a tzv. kyslíkový dluh, ke kterému by v ideálním případě docházet nemělo. Přesto jeho existence umožňuje krátkodobé zvýšení svalového výkonu až na šestinásobek maximálního výkonu aerobního. Regulační mechanismy se snaží kyslíkovému dluhu předejít. Samotná existence zvýšeného metabolismu způsobuje vzestup prokrvení svalu. Hromadící se CO2, úbytek kyslíku a snížení pH působí vasodilatačně. Za další vasodilatační faktor jsou zodpovědné buňky endotelu svalových kapilár produkující NO. Prokrvení pomáhají i rytmické svalové kontrakce, které doslova „pumpují“ krev. U statické práce tento jev chybí, proto se staticky pracující sval unaví rychleji, než sval, který pracuje dynamicky. Vasodilatace a zvýšená spotřeba kyslíku podmiňují další změny v oběhovém a dýchacím systému. Při fyzické námaze stoupá aktivací sympatiku srdeční minutový výdej (na max. 20 l/min) a to zvýšením obou faktorů, jejichž součinem je minutový výdej určen. Stoupá jak tepová frekvence, tak systolický objem. Maximální tepová frekvence je závislá na věku a nedá se zvýšit tréninkem. Soudí se, že je dána geneticky a orientačně lze vypočítat jako 220 – věk. Ze vzorce je patrné, že se stoupajícím věkem bude klesat maximální tepová frekvence. Systolický objem se zvýší asi 1,2krát u netrénovaných jedinců. U sportovců, jejichž myokard je tréninkem hypertrofovaný, se systolický objem zvýší více (proto se u sportovců setkáváme s fyziologickou klidovou bradykardií). Zvýšený srdeční minutový výdej slouží jednak k prokrvení svalstva, jednak k prokrvení kůže, skrz kterou uniká teplo, které je v masivní míře produkováno pracujícími svaly. Sympatikus dále zajistí, že prokrvení orgánů trávicího a urogenitálního traktu klesne pod klidovou úroveň (proto by se nemělo sportovat hned po jídle, kdy je situace opačná). 2
Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Dalším důsledkem tělesné námahy je vzestup systolického tlaku, který je dán součinem minutového výdeje (ten prudce stoupá) a periferního odporu cév (mírný pokles). Diastolický tlak proto zůstává stejný, nebo mírně klesá. U hypertoniků, jejichž cévy jsou méně pružné, stoupají tlaky oba, systolický pak mnohem znatelněji, než u zdravých osob. Pacienti s hypertenzí by se proto neměli věnovat sportům, které jsou silové (především by se měli vyvarovat extrémně silovému zatínání břišního lisu). Silná kontrakce svalu stlačí okolní cévy, čímž ještě zvýší periferní odpor a systolický tlak tak dále roste, přičemž může dojít k poškození cév. Adaptace respiračního systému Zvýšená spotřeba kyslíku v pracujících svalech je znatelná na venózní krvi, která opouští sval. Zvýšený PCO2, pokles PO2 a pH jsou zaznamenávány respiračními chemoreceptory (tzv. glomy), které jsou dvojího druhu – párové karotické a několik aortálních. Další chemoreceptory se nachází zejména v prodloužené míše (zde je kontrola obzvlášť důležitá, neboť mozek je velmi citlivý na hypoxii), ale i jinde po těle. V těchto chemoreceptorech vznikají impulsy, které stimulují dechové centrum k větší aktivitě. Chemické regulační mechanismy udržují dech v takových parametrech, aby homeostáza zůstala zachována. PO2 se zvýší, když klesá k nebezpečným hodnotám, PCO2 je udržován konstantní a snížené pH je obvykle kompenzováno plazmatickými pufračními systémy. Při svalové práci první vzroste parciální tlak CO2 ve venózní krvi, což je adekvátní podnět pro glomy. Minutová ventilace stoupá z klidových cca 7,5 l/min na maximální hodnotu 90-120 l/min. Stejně jako u minutového srdečního výdeje jsou i u minutové ventilace zvýšeny oba parametry, které ji určují. Stoupá jak dechová frekvence (z klidových 16/min na cca 60/min při zátěži), tak dechový objem (na cca 2 l oproti klidovým 0,5 l). Plíce svou zvýšenou minutovou ventilací umožňují dostatečné sycení krve kyslíkem i při rychlejším průtoku krve plícemi a nasycenost hemoglobinu kyslíkem zůstává konstantní. Minutová spotřeba kyslíku vzroste u netrénovaných jedinců až na desetinásobek. Jak minutový srdeční výdej, tak minutová ventilace rostou až do svého maxima, kde se zastaví. Jakékoliv další energetické požadavky organismu jsou po překročení tohoto bodu hrazeny anaerobní glykolýzou. Ve svalu se hromadí laktát a dostaví se svalová únava. Ideální fyzická zátěž je tedy taková, která je dynamická a s lehkou zátěží. 3
Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Seznam použité literatury:  SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka. 6. přeprac. a rozš. vyd. Praha: Grada, 2004, XII, 435 s. ISBN 80-247-0630-X. 1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků. 2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly. 3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR. 4. 6. zcela přepracované a rozšířené vydání z roku 2004 (aktuálnost a opravené informace). 5. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru.  GANONG, William F. a Agamemnon DESPOPOULOS. Přehled lékařské fyziologie. 20. vyd. Praha: Galén, c2005, xx, 890 s. ISBN 80-726-2311-7. 1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků. 2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly. 3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR. 4. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru. 5. 20. vydání z roku 2005 (aktuálnost a opravené informace).  DUNCKER, Dirk J. a Robert J. BACHE. Regulation of Coronary Blood Flow During Exercise. Physiological Reviews [online]. July 2008, vol. 88, no. 3, s. 1009-1086 [cit. 2013-01-04]. DOI: 10.1152. Dostupné z: http://physrev.physiology.org/content/88/3/1009.long 1. Článek z roku 2008 (aktuálnost). 2. Specializovaný odborný časopis. 3. Autoři jsou odborníci. 4. Autoři jsou citováni a píší i jiné odborné články. 5. Text je logicky členěn, nechybí víceúrovňové nadpisy, schémata, ani grafy.  Základy fyziologie pohybu. BEJZOVÁ, Magda. Diacentrum.cz [online]. [cit. 2013-01-04]. Dostupné z: http://www.diacentrum.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=151&Itemid=165 1. Autorka je uvedená. 2. Autorka je odbornicí. 3. Web se zaměřuje na jeden tematický okruh. 4. Na webu spolupracují další odborníci v oboru. 5. Text je logicky členěn. 4

More Related Content

Závěrečný úkol

  • 1. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Argumentace výběru tématu Fyziologie je jedna z nejdůležitějších lékařských disciplín, která spojuje poznatky teoretických předmětů do jednoho logického celku. Zanedlouho budu z tohoto předmětu skládat zkoušku, takže popisované téma je jen logickým vyústěním toho, co je zrovna v popředí mého současného zájmu. Vybral jsem si takovou kapitolu fyziologie, o které jsem přesvědčen, že bude zajímavá nejen pro studenty medicíny, ale i pro každého, kdo má rád sport, zvlášť když je téma tělesné kultury v současné době stále více rozebíráno „vědeckýma“ očima. Tělesné změny v průběhu fyzické práce Anotace Svalová práce je krásným příkladem toho, jak se chemická energie ukrytá v makroergních vazbách molekul ATP může přeměnit v energii mechanickou. Tělo se svými dokonale sladěnými regulačními mechanismy dokáže na zvýšenou poptávku energie během svalové práce přizpůsobit. Dokument je shrnutím těchto mechanismů a dává je do souvislosti. Zrychlený dech a vyšší tepová frekvence jsou konečným důsledkem funkce několika chemoreceptorů, které bedlivě střeží obsah dýchacích plynů v krvi zejména tam, kde jsou nároky na dostatečné zásobení kyslíkem vysoké. Klíčová slova:  ATP – Adenosintrifosfát; univerzální biologické „energetické platidlo“. Obsahuje dvě makroergní vazby.  Makroergní vazba – Taková chemická vazba, při jejímž štěpení se uvolňuje velké množství energie.  Parciální tlak – Dílčí tlak dýchacího plynu v krvi, značí se PO2/PCO2 a bývá pro každý plyn v různých částech krevního řečiště jiný. Jejich místní rozdíly umožňují např. difuzi kyslíku z plicních sklípků do alveolárních kapilár, nebo naopak uvolnění kyslíku z hemoglobinu do tkání.  Minutový srdeční výdej – Množství krve, které je vypuzeno levou komorou za jednu minutu. Vypočítá se jako součin tepové frekvence a systolického objemu.  Minutová ventilace - Množství vzduchu (nikoliv kyslíku!!!), které vydýcháme za jednu minutu. Vypočítá se jako součin dechové frekvence a dechového objemu. 1
  • 2. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Úvod Práce svalu je umožněna díky biochemické interakci dvou svalových bílkovin – aktinu a myozinu. Během svalové práce se mezi těmito bílkovinami vytváří chemické vazby, které jsou buď trvalé (při udržovací statické práci), nebo se postupně přerušují a zase vznikají na jiném vazném místě molekuly aktinu (při dynamické práci). Jak vznik, tak udržení chemických vazeb mezi aktinem a myozinem jsou děje energeticky náročné a spotřebovávají energii ve formě ATP (adenosintrifosfát). Zvyšují se nároky svalu nejen na energetický přísun, ale také na dodávky kyslíku a odvod zplodin metabolismu ze svalu ven. Konečným důsledkem tělesných regulačních mechanismů je zrychlení oběhu krve, který je umožněn zvýšenou tepovou frekvencí a zvýšená dechová frekvence, která pokrývá větší poptávku po kyslíku. Adaptace oběhového systému na fyzickou námahu Během svalové práce stoupá spotřeba kyslíku až 500krát oproti fyzickému klidu. Tyto obrovské nároky jsou důsledkem principu syntézy ATP. Sval sice dokáže syntetizovat ATP i bez kyslíku, ale výtěžnost této reakce není dostačující, dostavuje se rychlá únava a tzv. kyslíkový dluh, ke kterému by v ideálním případě docházet nemělo. Přesto jeho existence umožňuje krátkodobé zvýšení svalového výkonu až na šestinásobek maximálního výkonu aerobního. Regulační mechanismy se snaží kyslíkovému dluhu předejít. Samotná existence zvýšeného metabolismu způsobuje vzestup prokrvení svalu. Hromadící se CO2, úbytek kyslíku a snížení pH působí vasodilatačně. Za další vasodilatační faktor jsou zodpovědné buňky endotelu svalových kapilár produkující NO. Prokrvení pomáhají i rytmické svalové kontrakce, které doslova „pumpují“ krev. U statické práce tento jev chybí, proto se staticky pracující sval unaví rychleji, než sval, který pracuje dynamicky. Vasodilatace a zvýšená spotřeba kyslíku podmiňují další změny v oběhovém a dýchacím systému. Při fyzické námaze stoupá aktivací sympatiku srdeční minutový výdej (na max. 20 l/min) a to zvýšením obou faktorů, jejichž součinem je minutový výdej určen. Stoupá jak tepová frekvence, tak systolický objem. Maximální tepová frekvence je závislá na věku a nedá se zvýšit tréninkem. Soudí se, že je dána geneticky a orientačně lze vypočítat jako 220 – věk. Ze vzorce je patrné, že se stoupajícím věkem bude klesat maximální tepová frekvence. Systolický objem se zvýší asi 1,2krát u netrénovaných jedinců. U sportovců, jejichž myokard je tréninkem hypertrofovaný, se systolický objem zvýší více (proto se u sportovců setkáváme s fyziologickou klidovou bradykardií). Zvýšený srdeční minutový výdej slouží jednak k prokrvení svalstva, jednak k prokrvení kůže, skrz kterou uniká teplo, které je v masivní míře produkováno pracujícími svaly. Sympatikus dále zajistí, že prokrvení orgánů trávicího a urogenitálního traktu klesne pod klidovou úroveň (proto by se nemělo sportovat hned po jídle, kdy je situace opačná). 2
  • 3. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Dalším důsledkem tělesné námahy je vzestup systolického tlaku, který je dán součinem minutového výdeje (ten prudce stoupá) a periferního odporu cév (mírný pokles). Diastolický tlak proto zůstává stejný, nebo mírně klesá. U hypertoniků, jejichž cévy jsou méně pružné, stoupají tlaky oba, systolický pak mnohem znatelněji, než u zdravých osob. Pacienti s hypertenzí by se proto neměli věnovat sportům, které jsou silové (především by se měli vyvarovat extrémně silovému zatínání břišního lisu). Silná kontrakce svalu stlačí okolní cévy, čímž ještě zvýší periferní odpor a systolický tlak tak dále roste, přičemž může dojít k poškození cév. Adaptace respiračního systému Zvýšená spotřeba kyslíku v pracujících svalech je znatelná na venózní krvi, která opouští sval. Zvýšený PCO2, pokles PO2 a pH jsou zaznamenávány respiračními chemoreceptory (tzv. glomy), které jsou dvojího druhu – párové karotické a několik aortálních. Další chemoreceptory se nachází zejména v prodloužené míše (zde je kontrola obzvlášť důležitá, neboť mozek je velmi citlivý na hypoxii), ale i jinde po těle. V těchto chemoreceptorech vznikají impulsy, které stimulují dechové centrum k větší aktivitě. Chemické regulační mechanismy udržují dech v takových parametrech, aby homeostáza zůstala zachována. PO2 se zvýší, když klesá k nebezpečným hodnotám, PCO2 je udržován konstantní a snížené pH je obvykle kompenzováno plazmatickými pufračními systémy. Při svalové práci první vzroste parciální tlak CO2 ve venózní krvi, což je adekvátní podnět pro glomy. Minutová ventilace stoupá z klidových cca 7,5 l/min na maximální hodnotu 90-120 l/min. Stejně jako u minutového srdečního výdeje jsou i u minutové ventilace zvýšeny oba parametry, které ji určují. Stoupá jak dechová frekvence (z klidových 16/min na cca 60/min při zátěži), tak dechový objem (na cca 2 l oproti klidovým 0,5 l). Plíce svou zvýšenou minutovou ventilací umožňují dostatečné sycení krve kyslíkem i při rychlejším průtoku krve plícemi a nasycenost hemoglobinu kyslíkem zůstává konstantní. Minutová spotřeba kyslíku vzroste u netrénovaných jedinců až na desetinásobek. Jak minutový srdeční výdej, tak minutová ventilace rostou až do svého maxima, kde se zastaví. Jakékoliv další energetické požadavky organismu jsou po překročení tohoto bodu hrazeny anaerobní glykolýzou. Ve svalu se hromadí laktát a dostaví se svalová únava. Ideální fyzická zátěž je tedy taková, která je dynamická a s lehkou zátěží. 3
  • 4. Martin Komínek Závěrečný úkol KPI leden 2013 Seznam použité literatury:  SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka. 6. přeprac. a rozš. vyd. Praha: Grada, 2004, XII, 435 s. ISBN 80-247-0630-X. 1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků. 2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly. 3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR. 4. 6. zcela přepracované a rozšířené vydání z roku 2004 (aktuálnost a opravené informace). 5. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru.  GANONG, William F. a Agamemnon DESPOPOULOS. Přehled lékařské fyziologie. 20. vyd. Praha: Galén, c2005, xx, 890 s. ISBN 80-726-2311-7. 1. Monografická publikace, překládána do několika světových jazyků. 2. Všichni autoři jsou odborníci v oboru s příslušnými tituly. 3. Publikace patří mezi doporučenou literaturu k danému předmětu na všech LF v ČR. 4. Celá kniha je psaná odborným jazykem, používá terminologii oboru. 5. 20. vydání z roku 2005 (aktuálnost a opravené informace).  DUNCKER, Dirk J. a Robert J. BACHE. Regulation of Coronary Blood Flow During Exercise. Physiological Reviews [online]. July 2008, vol. 88, no. 3, s. 1009-1086 [cit. 2013-01-04]. DOI: 10.1152. Dostupné z: http://physrev.physiology.org/content/88/3/1009.long 1. Článek z roku 2008 (aktuálnost). 2. Specializovaný odborný časopis. 3. Autoři jsou odborníci. 4. Autoři jsou citováni a píší i jiné odborné články. 5. Text je logicky členěn, nechybí víceúrovňové nadpisy, schémata, ani grafy.  Základy fyziologie pohybu. BEJZOVÁ, Magda. Diacentrum.cz [online]. [cit. 2013-01-04]. Dostupné z: http://www.diacentrum.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=151&Itemid=165 1. Autorka je uvedená. 2. Autorka je odbornicí. 3. Web se zaměřuje na jeden tematický okruh. 4. Na webu spolupracují další odborníci v oboru. 5. Text je logicky členěn. 4