Transportní systém PhDr. Michal Botek, Ph.D. Fakulta Tělesné kultury, Univerzity Palackého

(Wasserman, 1999) ATP O2O2O2O2 O2O2O2O2 CO 2

DÝCHACÍ SYSTÉM

DÝCHÁCÍ SYSTÉM Fce: - Výměna plynů mezi vnitřním a vnějším prostředím = VENTILACE - okysličování krve a odvod CO 2 = RESPIRACE

Faktory ovlivňující velikost DIFUZE: : přímá úměra s difuzní plochou : přímo úměrná difuznímu gradientu : přímo úměrná difuzní konstantě (rozpustnost CO 2 – 25x vyšší než O 2 ) (rozpustnost CO 2 – 25x vyšší než O 2 ) : nepřímo úměrná tloušťce membrány

DISOCIAČNÍ KŘIVKA O 2 BOHRŮV EFEKT

Dechový objem Nádechový rezervní objem Výdechový rezervní objem asi 0,5 l asi 1,5 - 2,5 l asi 1,0 - 2,0 l 3,0 - 5,0 l VITÁLNÍKAPACITA DECHOVÉ OBJEMY

TEST VITÁLNÍ KAPACITY

DÝCHACÍ SYSTÉM ZA BĚŽNÝCH PODMÍNEK Za klidových podmínek DV = 0,5 l, DF = /min Při maximální intenzitě vitální kapacita VC = 5 l VC u elitních plavců – až 7 l DFmax = /min VENTILACE (V) = DV x DF Za klidových podmínek: l/min Maximálně: 200 l (při vyšší DF nelze využívat celé vitální kapacity, maximálně 60%)

KARDIOVASKULÁRNÍ SYSTÉM

Srdce a krevní oběh Fce: - SRDCE = čerpadlo pohánějí cirkulaci krve v oběhu. = čerpadlo pohánějí cirkulaci krve v oběhu. - KREVNÍ OBĚH = vede krev ke svalům a pracujícím orgánům = vede krev od svalů a orgánů do srdce - KREV = zejména transport živin, O 2, CO 2

Krevní oběh: Dělení cév: 1)Tepny (artérie) – vedou krev od srdce, arterioly – ovlivňují TK 2)Kapiláry – předávají O 2 a (odvádí CO 2 ) svalům a tělesným orgánům. 3)Žíly (vény) – přivádějí krev směrem k srdci

Cévní systém : vény dolních končetin jsou vybaveny chlopněmi (kapsami), které … chlopněmi (kapsami), které … : výduť žil - křečové žíly (varixy) (vysoká genetická podmíněnost až %) (vysoká genetická podmíněnost až %) : vznik krevních sraženin – plicní embolie : arterie a arterioly disponují silnou vrstvou hladké svaloviny, kterou změnou průsvitu ovlivňují kterou změnou průsvitu ovlivňují : periferní odpor (TK) a redistribuci krve

Typy cév b) rezistenční (odporové) : menší arterie a arterioly : velké množství svaloviny : dilatace x konstrikce : ↓ a ↑ periferní odpor : redistribuce krve a) pružníkové : vysoká elasticita stěn : absorpce kinetické energie = systola : diastola = elastická energie cévy → kinetická krve : velké cévy např: aorta c) kapacitní : především žíly

Krev Krev Funkce: Funkce: transportní transportní homeostatická homeostatická obranná (imunitní) obranná (imunitní) termoregulační termoregulační

Krevní plazma Činí 3 – 3,5 L (5 % hmotnosti), pH: 7,36 – 7,44 Činí 3 – 3,5 L (5 % hmotnosti), pH: 7,36 – 7,44 90 % voda a zbytek tvoří: 90 % voda a zbytek tvoří: Anorganické látky (sodík, chlór) – elektrolyty – osmotický tlak (fyziologický roztok) Anorganické látky (sodík, chlór) – elektrolyty – osmotický tlak (fyziologický roztok) Organické látky Organické látky bílkoviny bílkoviny vážou vodu - onkotický tlak (albuminy) vážou vodu - onkotický tlak (albuminy) přenašeči hormonů přenašeči hormonů obrana organismu - imunoglobuliny obrana organismu - imunoglobuliny účastní se srážení krve účastní se srážení krve krevní cukr (glukóza) : 3,3 – 5,5 mmol/L krevní cukr (glukóza) : 3,3 – 5,5 mmol/L močovina močovina atd. atd.

Formované krevní elementy Červené krvinky (erytrocyty) – 4,5 mil.mm 3 Červené krvinky (erytrocyty) – 4,5 mil.mm 3 hemoglobin (hem+Fe 2+ + globin), přenos O 2 a CO 2 mezi plícemi a tkáněmi a udržování stálého vnitřního prostředí, obsahují červené krevní barvivo hemoglobin (hem+Fe 2+ + globin), na který se vážou transportní plyny : karboxyhemoglobin (+CO) : oxyhemoglobin (+O 2 ) : deoxyhemoglobin (-O 2 ) : karbaminohemoglobin (+CO 2 ) karboanhydráza

Bílé krvinky (leukocyty) tis.mm 3 Bílé krvinky (leukocyty) tis.mm 3 součást specifického (lymfocyty) i nespecifického obranného systému - účastní se na alergických a imunitních reakcích, fagocytóza součást specifického (lymfocyty) i nespecifického obranného systému - účastní se na alergických a imunitních reakcích, fagocytóza Krevní destičky (trombocyty) tis.mm 3 Krevní destičky (trombocyty) tis.mm 3 zajišťují srážení krve zajišťují srážení krve Formované krevní elementy

Krevní oběh + hlavní cévy srdce : malý plicní (4-5x nižší tlak) : velký tělní

Srdce jako pumpa Srdce – dutý orgán, jehož stěny tvoří srdeční svalovina (myokard) : tloušťka stěn je rozdílná : nejmohutnější je svalovina LK : chlopně – jednosměrný tok krve : pravá síň - pravá komora : trikuspidální chlopeň : levá síň – levá komora : bikuspidální chlopeň (mitrální) : chlopně semilunární : aortální + pulmonální

DIASTOLASYSTOLA DIASTOLA (relaxace myokardu - plnění) + SYSTOLA (kontrakce myokardu – vypuzení) Srdeční revoluce = : změny napětí myokardu vyvolávají tlakové změny v srdečních dutinách

Srdeční revoluce : DIASTOLA - tlak v síních a komorách téměř vyrovnaný - tlak v síních a komorách téměř vyrovnaný - AV chlopně otevřeny a komory se plní krví - AV chlopně otevřeny a komory se plní krví - fáze rychlého plnění (1/3 diastoly) - fáze rychlého plnění (1/3 diastoly) - fáze pomalého plnění + systola síní - fáze pomalého plnění + systola síní - END-DIASTOLICKÝ OBJEM - END-DIASTOLICKÝ OBJEM

Srdeční revoluce : SYSTOLA -vlákna komor se začínají stahovat = ↑ tlaku : uzavření AV chlopní : uzavření AV chlopní ↑ nitrokomorového tlaku izovolumická fáze = izovolumická fáze : kontinuální : kontinuální ↑ nitrokomorového tlaku : tlak v komoře > tlak v aortě = otevření semilunárních chlopní (ejekční fáze) : stejný tlak v komorách a velkých arteriích TKsys : : ejekční fáze – fáze rychlého vypuzování, pak ↓ tlaku v komorách - pomalého vypuzování – uzavření semilunár chlopní = ↓v komorách izovolumická relaxace

Systolický (tepový) objem = END-DIASTOLICKÝ OBJEM – END-SYSTOLICKÝ OBJEM = 70 ml/tep Minutový srdeční výdej (Q) = SYSTOLICKÝ OBJEM x SRDEČNÍ FREKVENCE = 70 ml x 70 tep/min = 4,9 L

Předsíň komora Konec naplnění komory cévy Konec vyprázdnění komory Endiastolický objem Endsystolický objem Systolický objem

Předsíň komora Konec naplnění komory cévy Konec vyprázdnění komory Endiastolický objem Endsystolický objem Systolický objem

Předsíň komora Konec naplnění komory cévy Konec vyprázdnění komory ↑ EJEKČNÍ FRAKCE ↑ = SV / EDV (70 / 100) End-diastolický ↓ End-systolický SV= EDV - ESV

Relativní zatížení oběhu se vyjadřuje % maximální tepové rezervy (MTR) MTR = SF max - SF klid SF max = věk Příklad 1: Při tréninku má 20-letý hráč SFt = 150/min. V klidu má SF 60/min. Na kolik % MTR je zatížený? % zatížení = 100. ((SFt - SF klid) : (SF max - SF klid)) = 100. (( ) : ( )) = 100. (90 : 140) = 64,29%.ŘEŠENÍ:

Příklad 2: Jakou by měl mít tento hráč SFt, aby byl zatížen na 75% MTR? % zatížení = 100. ((SFt - SF klid) : (SF max - SF klid)) (% zatížení. (SF max - SF klid)) : 100 = (SFt - SF klid) SFt = (% zatížení. (SF max - SF klid)) : SF klid SFt = ((75. ( )) : 100) + 60 = = 165/minŘEŠENÍ:

Průtok krve v klidu a při práci

Metabolismus myokardu v klidu 70 % mastné kyseliny, ketolátky, méně sacharidy a aminokyseliny při ischémii (nedostatku O 2 ) anaerobní glykolýza (málo energie, laktát, bolest) silná ischémie: ATP-ADP-AMP-adenosin výhradně oxidativní Metabolismus srdeční svalové buňky = výhradně oxidativní

FYZIOLOGICKÉ VLASTNOSTI MYOKARDU : Automacie (chronotropie): schopnost generovat vzruchy bez vnějšího podráždění : Vodivost (dromotropie): vzruch se šíří po celém myokardu (synchronní stah vláken) : Dráždivost (bathmotropie): vyvolání stahu nadprahovým podnětem : podprahový podnět – bez odezvy : nadprahový podnět různé intenzity – stejná odezva : REFRAKTERNÍ FÁZE : Stažlinost (inotropie): schopnost myokardu svalové kontrakce (Frank-Starlingův zákon)

o při blokádě ANS: VESTAVĚNÁ SF okolo 110 tepů.min -1, která s věkem klesá PŘEVODNÍ SYSTÉM SRDEČNÍ o AUTOMACIE o SA uzel obsahuje P-buňky, propustnost pro Na + = spontánní depolarizace (- 40mV) o SA uzel obsahuje P-buňky, ↑ propustnost pro Na + = spontánní depolarizace (- 40mV) o vznik akčního potenciálu o SA uzel - pacemaker rytmu 60 – 80 tepů o AV uzel – nodální rytmus 30 – 40 tepů o specializovaná svalová tkáň: : tvorba : šíření vzruchů VODIVÁ SOUSTAVA SRDEČNÍ

MONITORING ELEKTRICKÉ AKTIVITY SRDCE - EKG - šíření akčního potenciálu po myokardu - šíření akčního potenciálu po myokardu

REFRAKTERNÍ (PLATÓ) FÁZE o PLATÓ FÁZE (depolarizace komorových vláken cca. 300 ms) = nevzniká hladký tetanus – otevření Ca kanálů a rychlé vcestování Ca 2+ do buňky – absolutní refrakterní fáze (vlákno nedrážditelná ani nadprahovým podnětem) – relativní refrakterní fáze (podráždění silným podnětem – nižší síla kontrakce)

Regulace krevního oběhu Humorální Nervová Globální Lokální

Humorální regulace : katecholaminy (NA + A) Adrenalin přes α – adrenergní receptory Adrenalin přes α – adrenergní receptory : synaptická zakončení SY : renin – angiotenzin II velmi silné vazokonstrikční účinky, arterioly velmi silné vazokonstrikční účinky, arterioly : vazopresin (ADH) – zástava krvácení : endotelin – lokální účinky – zástava krvácení Vazokonstrikce Vazodilatace : Adrenalin přes β 2 – adrenergní receptory (kosterní svaly) receptory (kosterní svaly) : NO – oxid dusnatý (červená řepa) vznik z L-arginin, difunduje do hladké svaloviny vznik z L-arginin, difunduje do hladké svaloviny : ANP (atriální natriouretický peptid) zvyšuje vylučování vody a Na + zvyšuje vylučování vody a Na + : Histamin

Nervová regulace Nervová regulace (nejrychlejší regulace TK) (nejrychlejší regulace TK) Autonomní nervový systém (+ baroreceptory) redistribuce krve do orgánů, činnost srdce SympatikusParasympatikus : inervuje celou část řečiště mimo kapiláry ↑ periferní odpor (konstrikce arteriol) v regulaci cirkulace méně významný ↑ konstrikce žil = zlepšený žilní návrat pozitivní chronotropní a inotropní vliv na činnost srdce negativní chronotropní a inotropní vliv na práci myokardu stimulace produkce katecholaminů ↑ TK – podráždí baroreceptory (aorta, karotidy) - vazodilatace a vagem modulovaný ↓SF

DĚKUJI ZA POZORNOST.