Transcript Предавање 1- Физиологија спорта са основама биохемије

PREDMET PROUČAVANJA FIZIOLOGIJE
TELESNE TEČNOSTI: PROMENE U TOKU FIZIČKE AKTIVNOSTI
DEHIDRACIJA I UTICAJ NA FIZIČKU SPOSOBNOST
REHIDRACIJA I VRSTE REHIDRACIJE, REMINERALIZACIJE
Prof. dr Vladimir Jakovljevic
Predsednik Društva fiziologa Repubilke Srbije,
Council Member International Atherosclerosis Society
Sreda, 02.10.2013. god
Biologija
ćelije
Patofiziologija
Neuronauka
Molekularna
biologija
Klinička
medicina
ФИЗИОЛОГИЈА
Anatomija,
Histologija
Farmakologija
Biofizika
Biohemija
ODNOS I POVEZANOST FIZIOLOGIJE SA DRUGIM
BLISKIM MEDICINSKIM DISCIPLINAMA
Oplođena jajna ćelija
Deoba i rast ćelije
Diferencijacija ćelije
SPECIJALIZOVAN TIP
ĆELIJE
ЕпителнаЋелија везивног
ткива
ћелија
Нервна
ћелија
Мишићна
ћелија
TKIVA
ФУНКЦИОНАЛНА
ЈЕДИНИЦА (нефрон)
Organ (npr.bubreg)
ORGANSKI SISTEM
(npr. urinarni sistem)
ORGANIZAM U
CELINI
Нефрон
STEPENI
CELULARNE
ORGANIZACIJE
JEDANAEST MAJORITETNIH ORGANSKIH SISTEMA
GLAVNI ČINIOCI
SISTEM
REPREZENTATIVNE FUNKCIJE
1.
Кardiovаskularni
Srce, krvni i limfni sudovi, krv, limfa
Povezuje unutrašnju i sponjnu sredinu tela: transport
materija putem krvi
2.
Nervni
Mozak, kičmena moždina, periferni nervi iganglije,
specijalni senzorni organi
Kontroliše i integriše telesne aktivnosti, govor,
mišljenje i ponašanje
3.
Endokrini
Žlezde sa unutrašnjim lučenjem
Kontroliše i integriše telesne aktivnosti
4.
Bubreg i puferski sistem
Bubrezi, ureteri, mokraćna bešika, uretra
Eliminiše različite krajnje produkte metabolizma
5.
Respiratorni (disajni)
Nos, dušnik, bronhije, pluća
Prenosi kiseonik i ugljen dioksid
6.
Gastrointestinalni (crevno-želudačni)
Usta, jednjak, želudac, tanki i debelo crevo,
gušterača, jetra i žučna kesa
Unos , apsorpcija i varenje hranjivih materija
7.
Mišićni
Skeletni mišići
Pokreće telo i njegove delove
8.
Integumentni (zaštitni)
Koža i pridružene strukture
Štiti unutrašnje telesne strukture, održava
termoregulaciju
9.
Skeletni
Kosti (duge i pljosnate), Kosti (duge i pljosnate)
Podržava i štiti meka tkiva i organe
10. Reproduktivni
Ženski: jajnici, jajovodi, materica, vafina, mlečne
žlezde
Muški: testisi, semene kesice, prostata, penis, i
semevodi
Proizvodnja muških i ženskih gameta
11. Imunski
Sistem razbacanih po organizmu i u korelaciji je sa
svim ostalim sistemima
Odbrana organizma
PROTOK INFORMACIJE OD DNA I RNA DO PROTEINA
STANDARDNI HOMEOSTATSKI SISTEM SA PET
ELEMENATA
Feed Forward
(progresivna) sprega
(NORMALA)
SET POINT
(željena vrednost)
INTEGRATIVNI CENTAR
EFEKTOR
SENZOR
REGULIŠUĆA
VARIJABLA
SHEMATSKI PRIKAZ NEGATIVNE (a)
I POZITIVNE (b) SPREGE U BIOLOŠKIM SISTEMIMA
a)
b)
X
A
B
X
A
B
A i B su parametri funkcionalno povezani mehanizmom povretne sprege,
X predstavlja biološki regulišući mehanizam ili mehanizme,
puna linija označava stimulaciju, a isprekidana linija inhibiciju
ODNOSI IZMEĐU CENTRALNOG NERVNOG,
NEUROENDOKRINOG I IMUNSKOG SISTEMA
STRES
MOZAK/NERVNI SISTEM
NEUROENDOKRINI SISTEM
HORMONI
NEGATIVNA
POVRATNA SPREGA
I/ILI
IMUNSKI SISTEM
NEUROPEPTIDI
CITOKINI
HORMONI
INTEGRACIJA
ODELJCI TELESNIH
TEČNOSTI
Procenat telesne vode u odnosu na ukupnu
telesnu masu u zavisnosti od starosti
Procentualna distribucija telesne vode u
odnosu na pol i starost
Starost
Muški pol
Oba pola
0-1 mesec
76
1-12 meseci
65
1-10 godina
62
Ženski pol
10-16 godina
59
57
17-39 godina
61
50
40-59 godina
55
52
60 godina i više
52
46
DISTRIBUCIJA VODE U TELU
Intracellular water
(40% body weight; 28 L)
Interstitial fluid
and lymph water
(40% body
weight; 10.5 L)
extracellular water
(20% body weight; 14 L)
Total body water
(60% body weight; 42 L)
Plasma water (5%
body weight; 3.5L)
ODELJCI TELESNIH TEČNOSTI I NJIHOVA
HOMEOSTAZA
UNOS
Plazma
3.0 L
Kapilarna membrana
Intersticиjumska
tečnost 11.0 L
Ćelijska membrana
Intercelularna
tečnost 28.0 L
Limfotok
Ekstracelularna tečnost (14.0
L)
IZDAVANJE
Bubrezi
Pluća
Feces
Znoj
Koža
Osmolarne supstance u ekstracelularnoj i intracelularnoj tečnosti
Plazma
(mOsm/l H2O)
Na+
K+
Interstic.
(mOsm/l H2O)
Intracel.
(mOsm/l H2O)
142
139
14
4.2
1.3
0.8
4.0
1.2
0.7
108
140
28.3
10
2
0.5
2
0.5
11
2
0.2
1.2
2
0.2
1.2
5.6
1.2
4
4.8
301.8
5.6
0.2
4
3.9
300.8
Korigovana osmolarna aktivnost (mOsm/l)
282
281
281
Ukupan osmotski pritisak na 37°C (mmHg)
5443
5423
5423
Ca2+
Mg2+
ClHCO3HPO4-,H2PO4SO4-
Fosfokreatin
Karnozin
Aminokiseline
Kreatin
Laktat
Adenozin trifosfat
Heksozo monofosfat
Glikoza
Proteini
Urea
Ostalo
Ukupno mOsm/l
108
24
0
20
4
1
45
14
8
9
1.5
5
3.7
4
4
10
301.2
185 mmol/L
185 mmol/L
KATJONI
151.5 mmol/L
151.5 mmol/L
150 mmol/L
150 mmol/L
ANJONI
KATJONI
ANJONI
KATJONI
Na+
Na+
CL-
104
KMg2+
CL-
SO32-
0.5
1
Organske
kiseline i 19
proteini
5
1.0
Plazma
HCO3-
30
SO32-
1
PO43Ca2+
2.4
1.2
K+
5
Mg2+
1.0
HCO3-
Organske
kiseline i 4
proteini
1
10
SO32PO43Ca2+ µmol/L
80
(10-7 mol)
Organske kiseline
i proteini
90
K+
150
Mg2+
20
Plazma intersticijumska
tečnost
Ekstracelularna tečnost (ECT)
4
114
gradijent
KAPILARNI
H+=40±2nmol/L
27
PO43Ca2+
CL-
ekvilibrijum
HCO3-
10-15
142
ZID
143
ĆELIJSKA MEMBRANA
Na+
ANJONI
Intracelularna tečnost (ICT)
DNEVNI UNOS I GUBITAK VODE: PROMENE U
TOKU FIZIČKE AKTIVNOSTI
(u ml/dan)
Normalno
Dugotrajno fizičko
opterećenje
Unos
Uneta tečnost
Metabolička
Ukupno
2300
300
2600
?
300
?
Izdavanje
Koža
Pluća
Znoj
Feces
Urin
Ukupno
400
600
100
100
1400
2600
400
900
5000
100
500
6900
DEHIDRACIJA
DEHIDRACIJA I UTICAJ NA FIZIČKU SPOSOBNOST
• GUBITAK VODE TOKOM FIZIČKE AKTIVNOSTI USLED:
1) obilnog znojenjenja i
2) isparavanja (perspiratio)
• DOVODI DO:
1) smanjenje volumena krvi i TA,
2) povećanja osmolarnosti,
3) prelaska vode iz intersticijuma u kapilare
4) prelaska vode iz ćelija u intersticijum (osmoza)
ALGORITAM DOGAĐAJA U DEHIDRACIJI TOKOM
FIZIČKE AKTIVNOSTI
EFEKTI DEHIDRACIJE NA FIZIČKU AKTIVNOST
(procentualni gubitak telesne vode u odnosu na telesnu težinu)
GLAVNI ZNACI DEHIDRACIJE
REHIDRACIJA
VAŽNOST REHIDRACIJE
• Voda & elektroliti su važni za obavljanje fizičke aktivnosti jer:
1. Održavaju volumen krvi & osmolarnost za efikasan transport O2 i
regulaciju TA
2. Uklanjaju toksine i produkte razgradnje
3. Omogućavaju nervnu kondukciju za funkciju mišića
4. Regulišu telesnu temperaturu mehanizmom znojenja
5. Obnavljaju energetske depoe (npr. mišićni glikogen) tokom
oporavka
6. Održavaju homeostazu metaboličkih & enzimskih funkcija
7. Omogućavaju brojna absorbciona & lubrikantna svojstva
Fiziološki rastvori
su rastvori koji prema svojim fizičko-hemijskim osobinama imitiraju
unutrašnju sredinu organizma u kojoj ćelije zadržavaju svoj normalni
oblik i funkciju
• Podela fizioloških rastvora:
1) Prosti * (0,9% NaCl, 5% glukoza)
* samo izotonija
2) Složeni * (Ringer, Krebsov)
* Izotonija, izojonija, izohidrija, izotermija
Vrste rastvora koje se najčešće
primenjuju u kliničkoj praksi
1) Slani rastvori (NaCl)
-Različitih koncentracija: hipotoničan (0,2%), izotoničan (0,9%),
hipertoničan (5%)
2) Dekstroza u slanom rastvoru
-Glukoza se brzo metaboliše do CO2 + H2O
-Uneti volumen se zbog toga distribuira i intracelularno kao i ekstracelularno
-Unosi se u različitim koncentracijama (5%, 10%, 20%, 25%, 50%)
-Koriste se istovremeno za nadoknadu vode kao i u energetske svrhe
3) Dekstran
-Dugolančani polisaharid
-Predstavlja zamenu za plazmu
VEŽBA: prikaz biohemijskih promena u vanćelijskoj tečnosti
u toku fizičke aktivnosti različitog intenziteta
1) Akumulacija mlečne kiseline, laktata (CH3-CH(OH)-COOH):
• Disocijacijom mlečne kiseline se povećava koncentraciju H+ jona
• Povećanje koncentracije H+ jona-smanjenje pH
• Smanjenje intraćelijskog pH inhibira enzimske sisteme u ćeliji
• Smanjenje kontraktilne sposobnosti mišićne ćelije
•
Upala mišića
Laktatni prag
•
•
•
Predstavlja opterećenje pri kome dolazi do povećanja koncentracije
laktata u krvi pri rastućem intezitetu fizičkog vežbanja
Mera anaerobnog metabolizma
Početak akumulacije laktata u krvi- od 4mM
•
se često izražava i kao procenat VO2max pri kome nastajesposobnost podnošenja opterećenja bez akumulacije laktata u krvi
•
Determiniše sportske performanse
VEŽBA: prikaz biohemijskih promena u vanćelijskoj tečnosti
u toku fizičke aktivnosti različitog intenziteta
2) Tranzitorna lokalna hiperkalijemija:
• Prolazno povećanje koncentracije K+ jona ekstracelularne tečnosti
• K+ joni podstiču vazodilataciju-bolju prokrvljenost mišića
• Bolja perfuzija mišića-efikasnije snabdevanje O2 i eliminisanje CO2
• Nakon fizičke aktivnosti K+ se vraća u mišićne ćelije
HVALA NA PAŽNJI !